手性单壁碳纳米管薄膜的可控制备与器件研究

发布时间：2024-07-01 23:18

　　单壁碳纳米管(SWNT)具有独特的一维纳米结构及由此带来的优异的电学、力学特性使得它在诸多领域都具有很好的应用前景。然而,由于碳纳米管自身结构的多样性,制备得到的碳纳米管大多是多种手性的混合物,这极大阻碍了碳纳米管本征优异性能的发挥。共轭聚合物分离法具有分离过程简单、选择性强、产率较高等优点被认为是最具前景的分离方法之一,通过聚合物的结构调控可以实现不同手性种类的碳纳米管的选择性分离。但是,目前聚合物分离法面临的主要问题是分离得到的碳纳米管手性种类相对较少,产率较低,难以制备高质量的薄膜实现器件的应用。本论文以实现高均一性和高性能的碳纳米管器件的应用为目标,首先选取合适的聚合物分离得到单分散的单手性碳纳米管溶液,并讨论了相关分离机理。在此基础上制备高密度、高均匀性的手性碳纳米管薄膜,构建高性能碳纳米管薄膜晶体管器件,并初步探索了单手性碳纳米管在电致变色方面的应用。本论文的主要研究结果如下:1.通过PFP、PCP、F8BT三种聚合物实现了高纯度单手性碳纳米管的分离。通过对聚合物的链段结构以及电子结构进行分析,我们认为聚合物分离特定手性碳纳米管主要是二者之间的结构匹配和能级匹配协同作用的结...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 单壁碳纳米管的结构与性质
        1.2.1 单壁碳纳米管的结构特性
        1.2.2 单壁碳纳米管的性质
        1.2.3 手性单壁碳纳米管的特性
    1.3 手性单壁碳纳米管的选择性分离
        1.3.1 梯度密度离心法
        1.3.2 凝胶柱色谱分离法
        1.3.3 双液相萃取分离法
        1.3.4 非共价修饰分离法
    1.4 手性单壁碳纳米管的应用进展
        1.4.1 手性碳纳米管在薄膜晶体管中的应用
        1.4.2 手性碳纳米管在光电器件中的应用
    1.5 选题思路和主要研究内容
第二章 手性单壁碳纳米管的选择性分离
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与仪器
        2.2.2 实验方法
        2.2.3 表征及测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 共轭聚合物的筛选
        2.3.2 分散条件对手性分离纯度的影响
        2.3.3 共轭聚合物手性分离机理的讨论
    2.4 本章小结
第三章 手性单壁碳纳米管薄膜的制备与优化
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与仪器
        3.2.2 实验方法
        3.2.3 表征及测试方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 半导体型单壁碳纳米管薄膜的制备与优化
        3.3.2 手性单壁碳纳米管薄膜制备的影响因素
        3.3.3 手性单壁碳纳米管薄膜的高质量制备
    3.4 本章小结
第四章 手性单壁碳纳米管薄膜器件的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与仪器
        4.2.2 实验方法
        4.2.3 表征及测试方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 手性单壁碳纳米管薄膜晶体管的制备
        4.3.2 单壁碳纳米管电致变色器件的初步尝试
    4.4 本章小结
第五章 总结及展望
    5.1 总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
科研成果及学术活动
作者简历



本文编号：3999334