螺旋碳納米管的氟化及其光致發(fā)光性能研究.pdf

1、近年來(lái)關(guān)于螺旋碳納米管（HCNTs）及摻雜后的性能引起了研究人員的極大興趣。我們注意到很多研究員制備HCNTS，追求高螺旋純度，之所以不純是因?yàn)槔锩婧兄惫艿奶技{米管，進(jìn)而為“納米彈簧”的稱號(hào)抹黑，當(dāng)然可能影響其在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、微波吸收、力學(xué)以及化學(xué)等方面的性質(zhì)。
　　HCNTs具有其他純碳材料鮮有的紫外光致發(fā)光（PL），在應(yīng)用和理論研究上都有著重要的意義，但是其量子產(chǎn)率較低。氟摻雜是改善碳材料發(fā)光性質(zhì)的一種有效手段。例如氟化

2、石墨烯，可打開(kāi)其帶隙，在紫外及可見(jiàn)光區(qū)域獲得較寬的PL；氟化石墨烯量子點(diǎn)可獲得強(qiáng)烈的藍(lán)光PL以及上轉(zhuǎn)換特性。目前對(duì)碳管的研究已從簡(jiǎn)單的制備轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)及可控合成具有高純度直管碳納米管、螺旋碳納米管，以及摻雜改性等方面。
　　本文是主要工作是利用催化化學(xué)氣相沉積法（CCVD），以鎳納米顆粒做為催化劑催化分解乙炔制備出螺旋碳納米管，通過(guò)調(diào)節(jié)溫度的方法制備出高純度的螺旋碳納米管并通過(guò)與 XeF2混合，在以氬氣為保護(hù)氣的條件下退火，成功地對(duì)樣

3、品進(jìn)行了氟摻雜。我們主要研究溫度對(duì)碳管的螺旋量的影響及其氟摻雜的光致發(fā)光性。本文主要包括以下兩個(gè)部分:
　　一、高純度螺旋碳納米管的制備，表征以及性能研究：
　　以六水合硝酸鎳，一水合檸檬酸及無(wú)水乙醇為原料的非水的溶膠凝膠制得NiO納米顆粒，利用氫氣將其還原得到Ni納米顆粒作為催化劑催化分解乙炔，通過(guò)溫度調(diào)節(jié)制備出純度高的螺旋碳納米管。以場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（ FESEM）測(cè)試出其微觀形狀，從形貌中觀察估計(jì)出其螺旋純度。以激光拉曼

4、光譜儀檢測(cè)其存在缺陷。利用熒光分光光度計(jì)測(cè)試了 HCNTs的PL性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)其具有深紫外發(fā)光特性。
　　二、對(duì)螺旋碳納米管進(jìn)行氟化，表征以及性能研究：
　　通過(guò)CCVD法制備出高純度的HCNTs，再用二氟化氙在220℃將其氟化得到氟化螺旋碳納米管（F-HCNTs），增強(qiáng)光致發(fā)光性能。利用XPS研究了F-HCNTs中F的含量及其與碳的結(jié)合形式，考察了它們對(duì)HCNTs光致發(fā)光性能的影響。結(jié)果表明，氟與碳的結(jié)合形式主要有離子型和半離