富勒烯C60/C70纳米管的合成与表征

论文摘要

富勒烯纳米管在诸多领域有着潜在应用前景,引起人们的广泛关注。目前,已有许多关于C60纳米管合成的研究,而采用比C60更廉价的C60/C70粉末为原料合成C60/C70纳米管（FNTs）的研究则鲜见报道。本文通过液-液界面析出法,在C60/C70吡啶溶液与异丙醇的界面处合成了FNTs,用POM、TEM、SEM对合成的FNTs的形貌、结构进行了表征。FNTs外径尺寸在300-1500nm之间,内径尺寸在50-1200nm之间,长度大于800μm,具有很高的长径比。研究了合成条件对FNTs的影响,发现光照时间能影响FNTs的组成,通过FT-IR光谱分析技术初步判断FNTs中C70的含量随光照时间的增加呈现逐渐减少的趋势,为以后通过控制实验条件合成比例可调的FNTs指明了研究方向。此外,溶剂对FNTs的生长起着重要的作用,以甲苯、苯、间二甲苯为C60/C70粉末的溶剂时,均不能合成FNTs;而以吡啶作为溶剂,则能合成FNTs。以此为基础,对FNTs的生长机理进行了探讨,发现FNTs的生长机理与C60、C70分子分别与吡啶分子之间发生的电荷转移络合物反应有关。通过液-液界面析出法在C60/C70苯溶液与异丙醇的界面处合成了 C60/C70纳米晶须（FNWs）。用POM、TEM、SEM、FT-IR对FNWs的形貌结构、组成进行了表征。FNWs直径在100-300nm之间,长度可达150μm,由C60、C70分子组成,其中C70含量约为14.8mol%,通过液-液界面析出法在C60/C70 N-甲基吡咯烷酮溶液与异丙醇的界面处合成了吡咯烷酮体系FNTs。用POM、TEM、SEM对吡咯烷酮体系FNTs的形貌、结构进行了表征。吡咯烷酮体系FNTs外径尺寸约在1500-1700nm之间,内径尺寸在700-900nm之间,长度可达800μm。对C60/C70吡咯烷酮溶液进行了研究,发现C60/C70吡咯烷酮溶液中也存在电荷转移络合物反应。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 富勒烯的结构与性能
• 60、C₇₀)的结构'>1.1.1 富勒烯(C₆₀、C₇₀)的结构
• 60、C₇₀)的物理性质'>1.1.2 富勒烯(C₆₀、C₇₀)的物理性质
• 60、C₇₀)的化学性质'>1.1.3 富勒烯(C₆₀、C₇₀)的化学性质
• 1.2 一维碳纳米材料及其研究进展
• 60、C₇₀)纳米管及其研究进展'>1.3 富勒烯(C₆₀、C₇₀)纳米管及其研究进展
• 1.3.1 FNTs的研究概况
• 1.3.2 FNTs的合成方法
• 1.3.3 FNTs的生长机理
• 1.3.4 FNTs的结构
• 1.3.5 FNTs的性能及应用
• 1.4 选题的目的及意义
• 1.5 主要研究内容
• 第二章 FNTS的合成
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 原料和主要仪器
• 2.1.2 实验方法
• 2.1.3 分析方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 FNTs的形貌与结构
• 2.2.2 FNTs的组成
• 2.3 不同生长条件的影响
• 2.3.1 超声波照射的影响
• 2.3.2 光照的影响
• 2.3.3 溶剂的影响
• 2.4 本章小结
• 第三章 FNWS的合成
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 原料和主要仪器
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.3 分析方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 FNWs的形貌结构
• 3.2.2 FNWs的组成
• 3.3 本章小结
• 第四章 FNTS的生长机理
• 4.1 溶剂化变色效应
• 4.2 紫外-可见光吸收（UV-VIS）光谱
• 4.3 陈化时间对合成的FNTs的影响
• 4.4 新溶剂的探索
• 60/C₇₀-NMP溶液的UV-Vis光谱'>4.4.1 C₆₀/C₇₀-NMP溶液的UV-Vis光谱
• 4.4.2 NMP体系FNTs的合成
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
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