自碳納米管被發(fā)現(xiàn)以來,其優(yōu)良的力學、電學、磁學、光學及抗腐蝕等性質(zhì),迅速引起了科學界的極大關(guān)注,并激發(fā)了科學工作者的研究興趣。碳納米管具有很高的比表面積且表面有很多懸掛鍵,這就使得其對氣體有很強的吸附性能。氣體吸附在碳納米管上后,大都會和碳納米管之間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移,這就導致碳納米管費米能級發(fā)生變化,進而影響碳納米管的電導率。氣體吸附前后碳納米管電導率的變化可以用來檢測氣體,因此碳納米管在氣敏傳感器領(lǐng)域有著很好的應用前景。碳納米管對不同氣體具有不同響應且對同一氣體不同濃度也有不同響應,這就使得碳納米管氣敏傳感器不僅可以檢測氣體的種類還可以檢測氣體的濃度。研究表明,與傳統(tǒng)的氣敏傳感器相比,碳納米管氣敏傳感器具有響應速度快、恢復時間短、靈敏度高、可重復使用等優(yōu)點。然而,純凈的碳納米管只對氫氣和氧氣等很少的氣體有很高的敏感性,對CO、NO等有毒氣體并沒有很好的響應,這就限制了純凈碳納米管氣敏傳感器的發(fā)展。為了增加碳納米管氣敏傳感器對這些有毒氣體的氣敏性,我們需要通過摻雜、修飾等手段對純凈的碳納米管進改性處理。在純凈碳納米管的研究基礎(chǔ)上,本論文研究了硼、氮原子線摻雜對碳納米管性質(zhì)的影響。以其中的一... 

【文章來源】：上海工程技術(shù)大學上海市

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 碳納米管的發(fā)現(xiàn)
    1.2 碳納米管的結(jié)構(gòu)及分類
    1.3 碳納米管的性質(zhì)
        1.3.1 碳納米管的電學性質(zhì)
        1.3.2 碳納米管的力學性質(zhì)
        1.3.3 碳納米管的光學性質(zhì)
        1.3.4 碳納米管的熱學性質(zhì)
        1.3.5 碳納米管的其他性質(zhì)
    1.4 碳納米管的制備方法
        1.4.1 電弧放電法
        1.4.2 激光蒸發(fā)法
        1.4.3 化學氣相沉積法（CVD法）
    1.5 本論文的選題意義及內(nèi)容安排
        1.5.1 選題意義
        1.5.2 內(nèi)容安排
第二章 研究理論及計算軟件介紹
    2.1 第一性原理理論
        2.1.1 非相對論近似
        2.1.2 絕熱近似
        2.1.3 單電子近似
    2.2 密度泛函理論
        2.2.1 Thomas-Fermi-Drica近似
        2.2.2 Hohenberg-Kohn定理
        2.2.3 konh-sham方程
    2.3 交換關(guān)聯(lián)能量泛函
        2.3.1 局域密度近似
        2.3.2 廣義梯度近似
        2.3.3 雜化密度泛函
    2.4 能帶計算方法
        2.4.1 緊束縛近似
        2.4.2 正交化平面波方法
        2.4.3 贗勢
    2.5 本文計算所用的基于密度泛函理論的軟件包
        2.5.1 VASP軟件包
        2.5.2 SIESTA軟件包
    2.6 本章小結(jié)
第三章 碳納米管氣敏傳感器研究
    3.1 氣敏傳感器概述
        3.1.1 氣敏傳感器的重要指標
        3.1.2 氣敏傳感器的分類
    3.2 碳納米管氣敏傳感器及其氣敏響應機理
    3.3 純凈的（6,0）、（4,2）、（6,6）三種手性碳納米管吸附H2的理論研究
        3.3.1 純凈的（6,0）、（4,2）、（6,6）三種手性碳納米管吸附H2的總能量分析
2的I-V曲線">        3.3.2 純凈的及吸附氫分子后（6,0）、（4,2）、（6,6）三種手性碳納米管吸附H₂的I-V曲線
2的電導曲線">        3.3.3 純凈的及吸附氫分子后（6,0）、（4,2）、（6,6）三種手性碳納米管吸附H₂的電導曲線
第四章 硼氮線摻雜對碳納米管電子及氣敏性影響的理論研究
    4.1 引言
    4.2 模型與計算方法
    4.3 計算結(jié)果與討論
        4.3.1 各種摻雜構(gòu)型的穩(wěn)定性討論
        4.3.2 各種構(gòu)型的鍵長變化
        4.3.3 各種構(gòu)型的帶隙變化情況
2、CO、H₂、NO吸附于硼、氮原子環(huán)摻雜碳納米管的理論研究">    4.4 Cl₂、CO、H₂、NO吸附于硼、氮原子環(huán)摻雜碳納米管的理論研究
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文 及取得的相關(guān)科研成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于碳納米材料載體的氫氣傳感器[J]. 向翠麗,鄒勇進,邱樹君,褚海亮,孫立賢,徐芬.  化學進展. 2013(Z1)
[2]神奇的碳納米管[J]. 解思深,李玉寶.  科學. 1999(05)

碩士論文
[1]BC、CN、BCN與石墨烯交替層化合物的第一性原理計算研究[D]. 時建成.華僑大學 2014
[2]硼/氮摻雜碳納米管與石墨烯吸附性能的第一性原理研究[D]. 姚潔.華中科技大學 2013
[3]碳納米管制備方法的比較研究[D]. 魏任重.南昌大學 2005



本文編號：3151936