利用電化學沉積法制備金屬內填充碳納米管復合物.pdf

1、碳納米管作為一維碳納米材料，具有十分獨特的結構與物理化學性質。碳納米管的空腔是具有納米尺寸的一維受限管道，當其他分子填充進入該空腔后,原有分子的諸多性質，如電學性質，光學性質，催化性能等都會發(fā)生明顯改變。經填充修飾后的碳納米管復合材料在納米運輸，納米催化，超級電容器以及納米傳感器等領域有著廣泛的應用前景。然而傳統(tǒng)的填充方法普遍存在填充效率低，在填充過程中無法避免外部包覆，填充過程十分復雜,需要高溫或超高真空等苛刻條件,同時易造成碳納米管

2、的破壞等諸多缺點。本課題采用預先取向排列的碳納米管陣列多孔膜為起始原料，在濃度差的驅動下促使金屬前驅體溶液(包括氯金酸，硝酸銀和硫酸銅)自發(fā)擴散進入碳納米管空腔，最后利用電化學沉積的方法(包括循環(huán)伏安掃描以及恒電位沉積)，在碳納米管內部成功填充 Au,Ag,Cu等貴金屬材料。反應產物通過掃描電鏡（SEM），透射電鏡（TEM)，高分辨透射電鏡（HRTEM），拉曼光譜（RAMAN），能量色散 X射線能譜分析（EDAX），X射線衍射(XRD)

3、等手段進行分析表征。結果表明我們在內徑為15nm的多壁碳納米管內部成功填充Au，Ag，Cu三種金屬納米棒，納米棒完全按照碳管的長軸方向取向生長，同時發(fā)現(xiàn)其良好的單晶結構，充分體現(xiàn)了碳納米管的一維納米模板效應。與傳統(tǒng)方法相比，本方法具有操作簡單，普適性強，同時可以確保電化學沉積過程完全在碳納米管內部發(fā)生，所獲納米晶體晶型可控等優(yōu)點，克服了傳統(tǒng)填充方法的一些不足，具有很好的應用前景。所制備的貴金屬填充碳納米管陣列復合薄膜在新型光學器件，納米