碳纳米管化学修饰及离子敏感特性研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要自碳纳米管被发现以来作为一种新的准一维纳米材料其独特的结构和奇特的物理化学性质为其带来了广阔的应用前景尤其是利用它的电学性能在研制和开发纳米器件中发挥着重要的作用十几年来倍受人们关注也由此而成为国际纳米材料研究领域的前沿课题特别是碳纳米管作为传感器材料国内外纷纷展开了相关实验理论研究让人们看到了实际应用的可能本文主要对碳纳米管的化学修饰碳纳米管膜的基本特性和离子敏感特性进行了实验和理论研究分别采用混酸和氯化亚砜处理实现了对碳纳米管不同的官能化修饰并对处理前后的碳纳米管进行了光谱分

2、析引用异类丝状模型建立了碳纳米管膜电阻模型膜电阻由碳纳米管结电阻和碳纳米管管电阻决定结电阻与温度的关系呈正指数变化且与碳纳米管间的距离成正比管电阻与温度的关系呈负指数变化化学修饰使得碳纳米管被截短端口打开大大增加了碳纳米管结的数目从而大幅提高了碳纳米管膜电阻所以化学修饰后碳纳米管膜电阻主要由碳纳米管结的电阻决定化学修饰前后的碳纳米管膜的电阻温度关系不同未修饰的碳纳米管膜的电阻主要由碳纳米管的管电阻决定呈金属性化学修饰碳纳米管膜的电阻主要由碳纳米管的结电阻决定负温度系数呈半导体性且修饰时间越长电阻相对变化量越大通

3、过对碳纳米管膜湿敏特性的研究发现未修饰的多壁碳纳米管膜表面不含羟基对湿度不敏感化学修饰的多壁碳纳米管膜缺陷多并含有活性官能团吸附能力强对湿度非常敏感且修饰时间越长碳纳米管膜越敏感离子性蒸汽通过膜表面时可直接产生明显的电势变化该电势随着蒸汽作用距离蒸汽速度的增大而增大化学修饰对响应电势有着重要的影响修饰时间越长离子敏感效应越突出蒸汽的性质直接影响到电势的产生不同性质蒸汽产生的电势强度亦不同其中乙酸产生的电势最大而且该电势随蒸汽浓度的增大而增大电势的产生不仅受电子拖动的影响还受到蒸汽吸附等因素的影响关键词碳纳米管膜

4、化学修饰离子敏感效应电阻相对变化量响应电势I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTSincecarbonnanotubes(CNTs)discovered,asanewone-dimensionnanomaterial,CNTshaveuniquegeometrystructureandfantasticphysical,chemicalpropertiesleadingtomanypotentialapplications.Especiallytheirelectronicpropertiesmakes

5、CNTsusefulinresearchinganddevelopingnano-device.CNTsalwaysattractesattentionsfromworldwideseveralyears,sobecomealeadingedgeproblemininternationalnanomaterialresearchfield.CNTsassensormaterial,bothhereandabroadstartedcorrelationexperiment,theoreticalinvestiga

6、tionandprovidedpossibilitesofpracticalapplication.Inthispaper,chemicalmodificationforCNTs,CNTsfilmsfundamentalcharacteristicsandionsensitivecharacteristicswereproceedexperimentandtheoreticalinvestigation.Thefunctionmodificationofcarbonnanotubeshasbeenobtaine

7、dbymixedacidandthionylchloridetreatment,spectralanalysispresentacontrastbetweentreatedCNTsanduntreatedones.TheresistancemodelofCNTsfilmswasintroducedthroughheterogeneousfibrillarfilmresistancemodel,theresistanceoffilmsconsistsoftheresistanceofCNTsjunctionsan

8、dCNTstuberesistance.CNTsjunctionsresistanceispositiveexponentiallyproportionaltotemperatureandproportionaltothedistancebetweenCNTstubes.CNTstuberesistanceisnegativeexponentiallyproportionaltotem