《基於sp-sp2雜化結構的碳納米線的可控制備及生長機理研究》是依託上海大學，由盛雷梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於sp-sp2雜化結構的碳納米線的可控制備及生長機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：盛雷梅
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
線型碳原子鏈是基於sp雜化軌道成鍵的真正的一維材料，它只有一個原子尺寸的直徑，具有非常奇異的結構，是納米材料家族的新秀，但由於在室溫空氣中的穩定性差限制了對它的研究，使我們對其了解甚少。碳納米線，即在最內層管里包裹有線型碳鏈的碳納米管，是一種新型的基於sp-sp2雜化結構的碳納米材料，也是間接製備和了解碳鏈性能的最佳途徑式之一。本項目將運用簡單的高溫熱處理方法在提純後的含小內徑管的雙壁/多壁碳納米管中製備線型碳原子鏈，進而形成碳納米線結構。通過改進制備及提純條件提高小內徑雙壁/多壁碳納米管的含量，進而提高碳納米線的純度；獲得碳納米線結構的HRTEM觀察證據；討論形成碳鏈的碳原子的來源，結合拉曼散射技術、高分辨透射電子顯微鏡等手段，了解高溫熱處理方法中碳納米線的生長機理。本項目將為碳納米線的研究提供樣品以及實驗支持。
結題摘要
碳納米線是在碳納米管中心空洞裡插入直線狀長碳原子鏈形成的一種新型的基於sp-sp2雜化結構的一維碳納米材料。理論計算表明，碳納米線擁有優異的機械強度、導電性和導熱性，並可用於製造世界最小的納米器件。 本項目研究了電弧放電法中小直徑雙壁碳納米管徑的製備條件，尋找到了製備最佳的催化劑製備及氣氛條件。通過有機溶劑液相電弧法製備出高濃度的具有線性結構的polyyne（C2nH2, n=3, 4, 5…）溶液，並獲得了單分離的polyyne分子溶液，研究了其拉曼光譜。利用超臨界流體法成功地向開口的單/雙壁碳納米管中填充入了polyyne分子，經過後續的高溫熱處理成功觀察到了碳納米線的特徵拉曼光譜線。此外，通過凝膠色譜法對具有高分離難度的氫電弧法製備的單壁碳納米管樣品進行了首次單手性分離，為製備單壁碳納米管型的碳納米線提供了樣品支持。 本項目的研究結果，將促進碳納米線及一維碳原子鏈的各項研究開展，也為一維碳基納米器件的開發奠定基礎。
