本文關(guān)鍵詞：單壁碳納米管纖維的純化制備及熱發(fā)光性能研究

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【摘要】：碳納米管纖維由于其良好的電學(xué)和力學(xué)性能,宏觀可操控性等因素而具有多功能化應(yīng)用的潛力,如高強(qiáng)度復(fù)合材料、致動(dòng)器、超級(jí)電容器、鋰離子電池、納米發(fā)電機(jī)、傳感器等。目前碳納米管纖維合成已經(jīng)連續(xù)制備,然而批量化生產(chǎn)的碳納米管中存在大量雜質(zhì),包括催化劑顆粒和非晶碳,這些雜質(zhì)的存在嚴(yán)重制約其性能進(jìn)而限制其應(yīng)用,因此在實(shí)際應(yīng)用中需對(duì)其進(jìn)行純化處理。本文提出一種電流注入結(jié)合酸處理的純化方法,該方法直接對(duì)碳納米管纖維進(jìn)行處理,能使纖維的純度明顯提高,純化后纖維的電導(dǎo)率和抗拉強(qiáng)度均有所提升。使用上訴方法純化后的直絲纖維制備成螺旋狀纖維,并將其作為燈絲材料組裝成發(fā)光元件,該燈絲材料具有可拉伸,可彎曲的特性,可將其應(yīng)用于可拉伸、可隨意造型的熱光源。主要的工作內(nèi)容和結(jié)論如下所述:基于化學(xué)氣相沉積方法制備出單壁碳納米管薄膜,借助于馬達(dá)紡絲技術(shù)采用干紡方式分別制備單壁碳納米管直絲纖維和螺旋纖維。提出一種電流注入結(jié)合酸處理純化碳納米管纖維的方法。瞬時(shí)高電流產(chǎn)生的焦耳熱使碳納米管表面的非晶碳氧化,暴露出碳雜質(zhì)包裹的的碳管束和未反應(yīng)的鐵催化劑顆粒,同時(shí)使鐵氧化形成氧化鐵,氧化鐵更容易與酸反應(yīng),從而達(dá)到高效純化的目的。通過(guò)對(duì)碳納米管纖維的純化程度進(jìn)行表征和分析,純化后纖維的純度提升到94%,電導(dǎo)率提高了4倍,抗拉強(qiáng)度提高了2倍。用原始單壁碳納米管螺旋纖維作為發(fā)光材料組裝成發(fā)光元件,通過(guò)對(duì)元件的光譜曲線,電壓電流特性、開(kāi)關(guān)循環(huán)等的測(cè)試和分析,發(fā)現(xiàn)該元件很不穩(wěn)定,原因是雜質(zhì)的存在導(dǎo)致碳納米管燈絲纖維在高溫下發(fā)生嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)變形。為了提高發(fā)光元件的穩(wěn)定性能,采用上述純化方法對(duì)碳納米管直絲纖維進(jìn)行純化,將純化后直絲纖維制備成螺旋結(jié)構(gòu)纖維,并將其作為發(fā)光材料組裝成發(fā)光器件。研究表明,純化后螺旋纖維的結(jié)構(gòu)變形得到有效抑制,發(fā)光元件的穩(wěn)定性能得到很大提升。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB383.1

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 朱為宏,朱世琴,田禾;單壁碳納米管的結(jié)構(gòu)修飾[J];有機(jī)化學(xué);2002年12期

2 陸地,顏曉紅,丁建文;單壁碳納米管中電子的有效質(zhì)量[J];物理學(xué)報(bào);2004年02期

3 鄒莉;單壁碳納米管及應(yīng)用現(xiàn)狀[J];昆明冶金高等專科學(xué)校學(xué)報(bào);2004年01期

4 羅驥,吳錦雷;荷電對(duì)單壁碳納米管穩(wěn)定性的影響[J];中國(guó)科學(xué)G輯:物理學(xué)、力學(xué)、天文學(xué);2004年04期

5 李峰;甲基修飾單壁碳納米管的幾何結(jié)構(gòu)、束縛能和電子結(jié)構(gòu)[J];泰山學(xué)院學(xué)報(bào);2004年03期

6 張艾飛;劉吉平;周智明;唐文華;;可溶性單壁碳納米管的合成與表征[J];現(xiàn)代化工;2007年S2期

7 于陜升;溫慶波;鄭偉濤;;氮摻雜單壁碳納米管結(jié)構(gòu)的第一原理計(jì)算[J];吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版);2007年06期

8 郭麗華;王海燕;李井申;李瑞波;;單壁碳納米管的制備及其在儲(chǔ)氫方面的應(yīng)用[J];牡丹江師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年01期

9 王晉寶;田美靈;張洪武;郭旭;;單壁碳納米管的耦合行為研究[J];力學(xué)季刊;2011年02期

10 董蓮枝;曹柳男;;淺談單壁碳納米管與多壁碳納米管的差異[J];科學(xué)之友;2012年06期

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

1 鄭晗;王賢保;陳蓉;劉芳鳴;胡華亭;;單壁碳納米管的不對(duì)稱修飾[A];全國(guó)第八屆有機(jī)固體電子過(guò)程暨華人有機(jī)光電功能材料學(xué)術(shù)討論會(huì)摘要集[C];2010年

2 杜民;張兆祥;金新喜;張耿民;侯士敏;趙興鈺;劉惟敏;薛增泉;施祖進(jìn);顧鎮(zhèn)南;;場(chǎng)離子顯微鏡觀測(cè)單壁碳納米管[A];2001年納米和表面科學(xué)與技術(shù)全國(guó)會(huì)議論文摘要集[C];2001年

3 張錦;;單壁碳納米管的可控生長(zhǎng)、操縱及其能帶調(diào)控[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（上冊(cè)）[C];2006年

4 鄒明英;陳景文;;單壁碳納米管吸附水中苯分子的計(jì)算模擬[A];第六屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會(huì)摘要集[C];2011年

5 李彥;彭飛;劉宇;王金泳;崔榮麗;;單壁碳納米管的性質(zhì)調(diào)控和選擇性修飾[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第8分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

6 檀付瑞;桂慧;張靜;李紅波;李清文;;基于凝膠色譜柱的單壁碳納米管分離[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

7 李彥;;在基底上催化生長(zhǎng)單壁碳納米管的金屬催化劑[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

8 牛紅云;蔡亞岐;;羧基化的單壁碳納米管—海藻酸萃取盤的制備及應(yīng)用[A];第五屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集[C];2009年

9 張?zhí)镏?;單壁碳納米管力學(xué)行為的手性效應(yīng)[A];2006年全國(guó)固體力學(xué)青年學(xué)者研討會(huì)論文摘要文集[C];2006年

10 姚小虎;韓強(qiáng);;單壁碳納米管的軸壓和純彎屈曲行為[A];復(fù)合材料力學(xué)的現(xiàn)代進(jìn)展與工程應(yīng)用——全國(guó)復(fù)合材料力學(xué)研討會(huì)論文集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 記者　 杜華斌;加開(kāi)發(fā)單壁碳納米管生產(chǎn)新工藝[N];科技日?qǐng)?bào);2006年

2 記者 任敏;北大教授找到單壁碳納米管生長(zhǎng)控制方法[N];北京日?qǐng)?bào);2014年

3 記者 楊靖;我科學(xué)家攻克單壁碳納米管結(jié)構(gòu)可控制備關(guān)鍵技術(shù)[N];科技日?qǐng)?bào);2014年

4 記者 劉霞;美研制能自我修復(fù)的太陽(yáng)能電池[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

5 李彤;掃描北大科研新亮點(diǎn)[N];科技日?qǐng)?bào);2001年

6 吳啟航;新型納米復(fù)材可有效抵御電磁輻射[N];中國(guó)建材報(bào);2011年

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

1 房良;單壁碳納米管的單手性分離及碳納米線制備研究[D];上海大學(xué);2016年

2 許新統(tǒng);沸石基單壁碳納米管的脈沖光纖激光器研究[D];深圳大學(xué);2016年

3 付群;單壁碳納米管的純化、修飾及其初步用于場(chǎng)效應(yīng)生物傳感器的研究[D];上海大學(xué);2009年

4 馬杰;大直徑單壁碳納米管制備、純化及其應(yīng)用研究[D];上海交通大學(xué);2009年

5 姚明光;新型稀土復(fù)合催化劑合成單壁碳納米管及其高壓結(jié)構(gòu)相變研究[D];吉林大學(xué);2007年

6 伏傳龍;單壁碳納米管功能化的研究[D];上海交通大學(xué);2008年

7 曾暉;缺陷對(duì)單壁碳納米管和石墨烯電子輸運(yùn)特性影響的研究[D];湖南大學(xué);2009年

8 高平奇;單壁碳納米管拉曼光譜及電輸運(yùn)性質(zhì)研究[D];蘭州大學(xué);2010年

9 趙元春;碳/碳氮一維納米材料的制備、物性以及相關(guān)器件的研究[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（國(guó)家納米科學(xué)中心）;2008年

10 張現(xiàn)仁;納米圓柱孔材料的限定空間內(nèi)流體的吸附及相行為[D];北京化工大學(xué);2001年

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

1 李淑薈;單壁碳納米管纖維的純化制備及熱發(fā)光性能研究[D];鄭州大學(xué);2017年

2 李娜;單壁碳納米管的提純和優(yōu)化制備及其拉曼研究[D];首都師范大學(xué);2008年

3 宋開(kāi)顏;單壁碳納米管的第一性原理研究及對(duì)稱性分析[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2007年

4 劉小文;單壁碳納米管表面修飾的優(yōu)化及用于腫瘤光熱治療的研究[D];蘇州大學(xué);2012年

5 趙明媛;單壁碳納米管手性測(cè)量[D];北京化工大學(xué);2012年

6 夏慧敏;單向徑向形變對(duì)單壁碳納米管吸附性能的影響[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2015年

7 李博;單壁碳納米管分子結(jié)構(gòu)力學(xué)的有限元分析[D];燕山大學(xué);2015年

8 葉夢(mèng)夢(mèng);鐵電聚合物與單壁碳納米管的相互作用研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

9 余志強(qiáng);氟代芐醚酞菁鋅（Ⅱ）-芘環(huán)糊精-單壁碳納米管復(fù)合體系的合成及其光物理性質(zhì)[D];福建師范大學(xué);2015年

10 吉元春;多酸/單壁碳納米管復(fù)合材料的性能研究[D];北京化工大學(xué);2015年

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