本文關(guān)鍵詞：彎折和彎曲型碳納米豆莢結(jié)構(gòu)中富勒烯聚合機(jī)制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：碳納米豆莢結(jié)構(gòu)是一種類似于豆莢狀構(gòu)型的新型超分子結(jié)構(gòu),通過(guò)富勒烯分子填塞于碳納米管一維空腔中形成。對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行高溫?zé)崽幚砘蛘唠娮虞椪?將會(huì)引起碳管內(nèi)富勒烯鏈的逐步聚合,并逐漸形成一個(gè)內(nèi)壁碳納米管。盡管實(shí)驗(yàn)和理論上對(duì)碳納米豆莢結(jié)構(gòu)、聚合機(jī)制、相關(guān)性質(zhì)進(jìn)行了很多研究,但是大部分工作都是關(guān)注外管為直型無(wú)缺陷碳納米管的碳納米豆莢結(jié)構(gòu)及其聚合行為,而對(duì)實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常出現(xiàn)的外管為彎折型和彎曲型碳納米管內(nèi)富勒烯的聚合行為和最終結(jié)構(gòu)鮮有研究。本論文基于經(jīng)驗(yàn)勢(shì)能量驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅法,首次在原子尺度對(duì)彎折和彎曲構(gòu)型的碳納米豆莢結(jié)構(gòu)中的富勒烯受熱聚合行為和最終結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模擬計(jì)算,考察了在這類特殊構(gòu)型的外碳管中富勒烯受熱聚合的可行性,并將聚合過(guò)程和最終產(chǎn)物結(jié)構(gòu)與無(wú)缺陷直壁碳納米管中富勒烯聚合情況比較,分析其異同,具體內(nèi)容總結(jié)如下:(1)外管彎折角度以及連接結(jié)處五、七元環(huán)缺陷相對(duì)位置對(duì)富勒烯聚合行為和最終結(jié)構(gòu)有顯著影響。總體來(lái)說(shuō),受外管束縛影響,富勒烯在彎折管中能夠受熱聚合形成與彎折外管相似的結(jié)構(gòu),即兩邊為不同手性的無(wú)缺陷碳納米管,中間有單個(gè)五、七元環(huán)缺陷組成的連接結(jié)。內(nèi)管缺陷結(jié)在小角度彎折外管(18,0)?(17,1)和大角度彎折外管(18,0)?(10,10)情況下能夠復(fù)制外管連接結(jié)處五、七元環(huán)缺陷相對(duì)位置。但對(duì)于中間彎折角度的外管(18,0)?(15,5)來(lái)說(shuō),由于缺陷結(jié)形成能較高,其五、七元環(huán)缺陷的相對(duì)位置不會(huì)復(fù)制外管分布,而是在諸多能量因素競(jìng)爭(zhēng)中重新分布,達(dá)到最低能量構(gòu)型。另外,在彎折角度較小的(18,0)?(17,1)外管中,由于中間連接結(jié)引起的腔體變形較小,亦能形成無(wú)缺陷的單壁碳管。同時(shí),受有限時(shí)間尺度下的動(dòng)力學(xué)機(jī)制影響,聚合而成的富勒烯產(chǎn)生具有較多缺陷的無(wú)序管狀結(jié)構(gòu)的幾率較高。(2)在彎曲型碳納米豆莢結(jié)構(gòu)中,對(duì)于曲率較小的外碳管,受熱聚合而成的內(nèi)壁碳納米管能夠復(fù)制外碳管平滑彎曲的無(wú)缺陷構(gòu)型。但隨著曲率增加,富勒烯聚合成平滑彎曲內(nèi)管的難度越來(lái)越大,出現(xiàn)平滑彎曲內(nèi)管向彎折內(nèi)管轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象,其轉(zhuǎn)變?nèi)Q于在不同彎曲曲率外管剛性束縛條件下,內(nèi)管平滑彎曲構(gòu)型的曲率能與彎折構(gòu)型連接結(jié)的形成能之間競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。(3)對(duì)多次隨機(jī)模擬結(jié)果中有明確手性的結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)顯示,無(wú)論彎折型外管還是彎曲型外管都能在一定程度上改變?cè)瓉?lái)在直管聚合中出現(xiàn)的大手性角度分布的趨勢(shì),同時(shí)能夠?qū)鼙趯娱g距分布進(jìn)行調(diào)節(jié)。該結(jié)果意味著通過(guò)選擇不同彎折或彎曲的外管結(jié)構(gòu),可能改變富勒烯聚合而成的內(nèi)管結(jié)構(gòu)分布。
【關(guān)鍵詞】：彎折碳納米豆莢 彎曲碳納米豆莢 聚合機(jī)制 動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅法
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB383.1;TQ127.11
【目錄】：

• 摘要5-7
• abstract7-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 富勒烯簡(jiǎn)介11
• 1.2 碳納米管簡(jiǎn)介11-17
• 1.2.1 碳納米管結(jié)構(gòu)12-14
• 1.2.2 歐拉定理在碳納米管中的應(yīng)用14
• 1.2.3 碳納米管的缺陷14-15
• 1.2.4 碳納米管的性質(zhì)及應(yīng)用15-16
• 1.2.5 碳納米管的常用制備方法16
• 1.2.6 碳納米管的結(jié)構(gòu)對(duì)物理化學(xué)性能及應(yīng)用的影響16-17
• 1.3 碳納米豆莢狀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介17-20
• 1.3.1 碳豆莢的基本結(jié)構(gòu)和受熱聚合機(jī)制18
• 1.3.2 豆莢法制備雙壁碳納米管的優(yōu)勢(shì)18-19
• 1.3.3 豆莢法制備雙壁碳納米管的研究近況19-20
• 1.4 研究目的及意義20-21
• 本章小結(jié)21-22
• 第二章 計(jì)算模型和方法22-26
• 2.1 初始模型介紹22-23
• 2.2 經(jīng)驗(yàn)勢(shì)介紹23
• 2.3 能量驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅方法介紹23-25
• 2.3.1 SW碳碳鍵旋轉(zhuǎn)24
• 2.3.2 能量驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)蒙特卡羅方法流程圖24-25
• 本章小結(jié)25-26
• 第三章 彎折型碳納米豆莢內(nèi)富勒烯的聚合26-43
• 3.1 初始模型與計(jì)算細(xì)節(jié)26-28
• 3.1.1 三種彎折型碳納米豆莢的初始結(jié)構(gòu)26-27
• 3.1.2 計(jì)算細(xì)節(jié)27-28
• 3.2 結(jié)果與討論28-39
• 3.2.1 (18,0)∧(17,1)型外管中富勒烯的聚合28-32
• 3.2.2 (18,0)∧(15,5)型外管中富勒烯的聚合32-36
• 3.2.3 (18,0)∧(10,10)型外管中富勒烯的聚合36-39
• 3.3 三種彎折型外管束縛下內(nèi)管聚合過(guò)程的比較及討論39-41
• 3.3.1 聚合成功率39-40
• 3.3.2 能量變化趨勢(shì)40-41
• 本章小結(jié)41-43
• 第四章 彎曲型碳納米豆莢內(nèi)富勒烯的聚合43-53
• 4.1 初始模型與計(jì)算細(xì)節(jié)43-44
• 4.1.1 三種彎曲型碳豆莢的初始結(jié)構(gòu)43-44
• 4.1.2 計(jì)算細(xì)節(jié)44
• 4.2 結(jié)果與討論44-51
• 4.2.1 (18,0)-50dg型外管中的富勒烯聚合44-47
• 4.2.2 (18,0)-30dg型外管中的富勒烯聚合47-49
• 4.2.3 (18,0)-70dg型外管中的富勒烯聚合49-51
• 4.3 三種彎曲角度外管束縛下內(nèi)管聚合過(guò)程的比較及討論51-52
• 4.3.1 聚合成功率51
• 4.3.2 (18,0)-30dg和(18,0)-50dg手性變化趨勢(shì)51-52
• 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論與展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-64
• 致謝64-65
• 在讀學(xué)位期間發(fā)表的論文65

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 郭艷;田瑞雪;董英鴿;胡勝亮;;電化學(xué)刻蝕制備的熒光碳納米顆粒[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2012年02期

2 李甫;程博聞;康衛(wèi)民;李磊;;新型碳納米紙國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展[J];功能材料;2014年02期

3 鄭瑞廷;程國(guó)安;趙勇;劉華平;梁昌林;;乙炔催化裂解制備碳納米帶及其結(jié)構(gòu)表征[J];新型炭材料;2005年04期

4 吳承汕;;日科學(xué)家稱純凈碳納米突對(duì)人體細(xì)胞基本無(wú)害[J];功能材料信息;2006年05期

5 夏曉紅;羅永松;徐向菊;余雪里;賈志杰;;大批量生產(chǎn)單分散碳納米棒(英文)[J];華中師范大學(xué)研究生學(xué)報(bào);2006年01期

6 陳堅(jiān);曹志群;謝美求;陳澤宗;;碳納米球的制備研究[J];金屬材料與冶金工程;2007年04期

7 張清林;夏明霞;寧乃東;李紅星;藺西偉;王巖國(guó);;原位電子束誘導(dǎo)沉積制備碳納米結(jié)構(gòu)[J];電子顯微學(xué)報(bào);2007年04期

8 王茂發(fā);鄒小平;程進(jìn);張紅丹;任鵬飛;李飛;朱光;;催化燃燒法合成碳納米線[J];微納電子技術(shù);2007年Z1期

9 盧利平;;又一種高性能新型碳納米管材問(wèn)世[J];功能材料信息;2007年03期

10 張忠模;;可有效抗治腫瘤的含碳納米突復(fù)合體問(wèn)世[J];功能材料信息;2008年Z1期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 何小蝶;李海濤;劉陽(yáng);;水溶性熒光碳納米粒子的合成與表征[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第13分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

2 劉陽(yáng);;熒光碳納米粒子的合成、催化與生物檢測(cè)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十三屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

3 黃超伯;錢(qián)勇;賴垂林;陳水亮;李婷婷;王素琴;侯豪情;;虎尾型碳納米結(jié)構(gòu)[A];2004年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展[C];2004年

4 朱志遠(yuǎn);鞏金龍;朱德彰;;荷能粒子驅(qū)動(dòng)的碳納米結(jié)構(gòu)構(gòu)建[A];第一屆中國(guó)核技術(shù)及應(yīng)用研究學(xué)術(shù)研討會(huì)摘要文集[C];2006年

5 王茂發(fā);鄒小平;程進(jìn);張紅丹;任鵬飛;李飛;朱光;;催化燃燒法合成碳納米線[A];第十屆全國(guó)敏感元件與傳感器學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2007年

6 周濤;姚永毅;楊堂;吳玉蓉;向瑞禮;;聚丙烯腈在離子液體中均相熱穩(wěn)定化制備碳納米球[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第17分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

7 劉陽(yáng);;碳納米粒子的熒光特性及其在催化與生物檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第12分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

8 李海濤;劉陽(yáng);黃慧;;一步超聲法合成水溶性熒光碳納米粒子及其優(yōu)異熒光性質(zhì)[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第12分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

9 曾珍;盧港龍;劉劍飛;;碳納米結(jié)構(gòu)原子模型自動(dòng)生成方法[A];北京力學(xué)會(huì)第20屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2014年

10 龔俊;安學(xué)勤;;熒光碳納米粒子的制備和性質(zhì)研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十四屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集-第1分會(huì)：表面界面與納米結(jié)構(gòu)材料[C];2013年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 記者 張可喜;日本科技尋求突破 碳納米戰(zhàn)場(chǎng)決雌雄[N];新華每日電訊;2001年

2 陳丹;《科學(xué)美國(guó)人》雜志點(diǎn)評(píng)2006[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

3 華凌;全碳納米晶體管耐揉且性能良好[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

4 ;德科學(xué)家研制出超硬納米材料[N];光明日?qǐng)?bào);2005年

5 本報(bào)記者 馮衛(wèi)東;車(chē)窗“兼職”顯示屏[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

6 記者 吳仲國(guó);日本用碳納米線圈制成電子槍[N];科技日?qǐng)?bào);2001年

7 櫻敬;GSI Creos的新型納米碳復(fù)合材料方面有望發(fā)揮威力[N];中國(guó)有色金屬報(bào);2002年

8 記者 何德功;世界最小的碳納米溫度計(jì)問(wèn)世[N];科技日?qǐng)?bào);2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 胡耀平;熒光碳點(diǎn)的合成、表征和形成機(jī)理及其傳感作用研究[D];南京大學(xué);2015年

2 鄭學(xué)剛;熒光碳納米顆粒制備及其白光轉(zhuǎn)換應(yīng)用研究[D];曲阜師范大學(xué);2015年

3 張鵬;新型生物質(zhì)碳基催化劑的綠色制備及催化性能的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

4 胡可可;碳納米電極的制備方法及電化學(xué)性能研究[D];北京理工大學(xué);2015年

5 劉勇;氮摻雜碳納米材料的制備及其在電容去離子中的應(yīng)用[D];華東師范大學(xué);2016年

6 姜曉萍;新型多孔碳材料的制備、表征及性能研究[D];北京科技大學(xué);2016年

7 孫燕明;碳納米線圈的熱、電特性及其復(fù)合碲化銀納米熱電材料的研究[D];大連理工大學(xué);2016年

8 王華;基于碳納米墻的半導(dǎo)體復(fù)合材料制備、表征及其光催化性能研究[D];大連理工大學(xué);2008年

9 李明;碳納米結(jié)與柔性電子器件力學(xué)性能的數(shù)值分析[D];大連理工大學(xué);2012年

10 馬赫;碳納米管生長(zhǎng)機(jī)理及碳納米線圈光電特性研究[D];大連理工大學(xué);2013年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 鄭婷;基于碳納米管的碳納米導(dǎo)電紙制備及其性能研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

2 高磊;碳納米管基磁性復(fù)合材料分離分析食品中農(nóng)藥殘留的研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

3 陳偉;碳納米環(huán)塌縮過(guò)程的結(jié)構(gòu)演變及螺旋自組裝[D];山東大學(xué);2015年

4 龐勝彬;熒光碳納米點(diǎn)的制備及其應(yīng)用研究[D];河南師范大學(xué);2015年

5 詹冬武;氮摻雜碳納米籠及其復(fù)合物的構(gòu)筑與催化氧化H_2S性能研究[D];大連理工大學(xué);2015年

6 王辰偉;單根多晶—非晶碳納米線圈的電學(xué)性質(zhì)的研究[D];大連理工大學(xué);2015年

7 婁昀t

本文編號(hào)：327925