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第1章 绪论1

1.1碳的家族1

1.2纳米碳管的结构4

1.3纳米碳管的性能10

1.3.1电学性能10

1.3.2热学性能12

1.3.3力学性能12

1.3.4化学性能13

1.3.5场发射性能13

1.4纳米碳管的研究进展16

1.5纳米碳管的应用前景18

1.5.1纳米碳管在电子材料方面的应用19

1.5.2纳米碳管在复合材料方面的应用21

1.5.3纳米碳管在化学传感器方面的应用22

1.5.4纳米碳管在储能方面的应用23

1.5.5纳米碳管在介孔体系方面的应用25

1.5.6其他用途26

1.6纳米碳管的制备方法27

1.6.1电弧法28

1.6.2激光蒸发法29

1.6.3化学气相沉积法30

1.7纳米碳管的发展方向34

参考文献35

第2章 微波等离子体化学气相沉积装置及实验方法47

2.1微波等离子体装置及原理简介47

2.1.1微波等离子体的产生与性质48

2.1.2微波等离子体装置的工作原理49

2.2催化剂的制备及负载54

2.3纳米碳管的合成55

2.4催化剂及纳米碳管的表征方法56

2.4.1扫描电子显微镜56

2.4.2透射电子显微镜56

2.4.3激光拉曼谱分析57

2.4.4 X射线衍射分析59

2.4.5热重分析59

2.4.6 X射线光电子能谱59

参考文献60

第3章 微波等离子体化学气相沉积纳米碳管的工艺研究63

3.1催化剂催化合成纳米碳管的机理63

3.2微波等离子体化学气相沉积法低温合成纳米碳管的生长模式分析66

3.3催化剂载体的初步选定72

3.3.1负载在各种载体上钴催化剂的制备73

3.3.2催化剂的预处理及纳米碳管的合成74

3.3.3不同载体负载的钴催化剂催化能力的比较与分析74

3.4合成温度对合成产物的影响83

3.5催化剂种类对纳米碳管合成的影响87

3.6低温条件下高纯度纳米碳管的合成90

3.6.1甲烷流速对纳米碳管纯度的影响91

3.6.2氧的选择性刻蚀作用对纳米碳管纯度的影响92

3.6.3阶段性选择性刻蚀对纳米碳管纯度的影响97

3.7纳米碳管纳米金属碳化物复合粉体的制备100

3.7.1纳米碳管纳米碳化钛复合粉体的制备101

3.7.2纳米碳管／碳化钨复合粉体的合成104

3.8本章小结106

参考文献107

第4章 定向纳米碳管的低温制备113

4.1定向纳米碳管在制备场发射器方面的重要意义113

4.2定向纳米碳管的制备历程和方法115

4.2.1切片法116

4.2.2过滤移植法116

4.2.3化学气相沉积法117

4.2.4当前合成定向纳米碳管的研究方向120

4.3金属平面表面上定向纳米碳管的低温合成122

4.3.1催化剂的负载122

4.3.2定向纳米碳管的合成123

4.3.3催化剂膜的预处理对合成产物的影响123

4.3.4腔体内压力对纳米碳管生长的影响130

4.4微波等离子体化学气相沉积法低温合成定向纳米碳管的机理分析136

4.4.1催化剂的分布密度对纳米碳管定向生长的影响137

4.4.2等离子体作用对纳米碳管定向生长的影响141

4.4.3射频偏压作用下纳米碳管的定向生长149

4.5硅片及玻璃上定向生长的纳米碳管151

4.5.1催化剂的负载151

4.5.2定向纳米碳管的合成及形貌观察151

4.6非平面表面上定向纳米碳管的生长153

4.6.1铁环内表面定向纳米碳管的合成154

4.6.2铁尖端上定向纳米碳管的合成156

4.7纳米碳材料的场发射性能158

4.8本章小结164

参考文献166

第5章 直纳米碳管的低温制备175

5.1准一维碳材料与催化剂之间的关系176

5.1.1形态各异的准一维碳材料176

5.1.2碳纤维材料与催化剂形状之间的关系178

5.2直纳米碳管膜的低温合成188

5.2.1催化剂的负载及纳米碳管的合成189

5.2.2直纳米碳管膜的结构分析190

5.3本章小结194

参考文献194

第6章 纳米碳管电极的集成与等离子体活化199

6.1纳米碳管电极的集成199

6.1.1集成纳米碳管电极在电化学检测方面的意义与现状199

6.1.2钨丝尖端纳米碳管电极的集成209

6.1.3玻璃基片上纳米碳管电极的集成216

6.2纳米碳管电极的等离子体活化222

6.2.1纳米碳管等离子体活化的意义222

6.2.2纳米碳管等离子体活化及结果分析224

6.3本章小结230

参考文献231

第7章 纳米碳管电极的电化学检测性能研究239

7.1纳米碳管电极对水溶液中铜离子的检测239

7.1.1钨丝尖端生长的纳米碳管电极对铜离子的检测239

7.1.2玻璃基片上纳米碳管电极的电化学检测性能分析248

7.2纳米碳管电极对水溶液中酚类物质的检测252

7.2.1集成纳米碳管电极对邻苯二酚的电化学检测254

7.2.2邻苯二酚和对苯二酚的同时检测261

7.2.3邻苯二酚的电极过程动力学分析262

7.3本章小结267

参考文献269