溶剂挥发诱导自组装法制备碳纳米管阵列

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1、FormationofCarbonNanotubeArraysbyUsingSolventEvaporationInducedSelf-AssemblyCandidateLiangXiaoSupervisorProf.HuamingLiCollegeChemistryProgramPolymerChemistry&PhysicsSpecializationPolymerSynthesis&ApplicationDegreeMasterofScienceUniversityXiangtanUniversityDateMay2012湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重

2、声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位

3、论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要碳纳米管（CNTs）阵列因其独特的物理、化学、机械、电学等特性，在场发射显示器件、纳米电子器件、储氢、复合材料、化学传感器等方面具有诱人的应用前景。目前，CNTs阵列主要通过化学气相沉积法直接生长制备，然而该种方法需要很高的温度和图案化催化剂模板。因此，采用简单易行的方法制备规整的CNTs阵列，具有重要的理论和实际意义。本论文通过溶剂挥发诱导自组装技术制备规整的且宽度呈梯度变化的CNTs阵列，主要开展了以下几个方面研究:(1)将多壁碳纳米管（MWNTs）分散于二氯乙烷（DCE）中，离心

4、得到稳定的MWNTs/DCE分散液，通过溶剂挥发诱导MWNTs在固-液-气三相线附近组装，得到规整的条纹状MWNTs阵列。（2）MWNTs条纹阵列的实验条件探究。系统的讨论了基片倾斜角度、MWNTs/DCE浓度、溶剂挥发温度以及基片种类对条纹阵列的影响，探索制备规整、有序的具有明显梯度变化的MWNTs条纹阵列的实验条件。（3）场效应晶体管制备。在Si/SiO2基片上制备MWNTs阵列，以这些条纹作为沟道材料制备场效应晶体管，用半导体性能测试仪测试晶体管性能。（4）SWNTs阵列的制备。对原始的电弧放电法制备的单壁碳纳米管（SWNTs）进行纯化和混酸超声处理，得到

5、稳定SWNTs/水分散液。采用溶剂挥发诱导自组装方法，在较高温度下制备规整的SWNTs阵列。关键词：碳纳米管；溶剂挥发；自组装；阵列；梯度IIAbstractCarbonnanotubearrays(CNAs)havemanyapplicationsinmanyfieldinvolvedfield-effectdevices,sensorsandelectrochemicalsensorduetoitsuniquestructural,excellentmechanical,thermalandelectricalproperties.Atpresent,CNA

6、saremainlyformedbychemicalevaporatedeposition(CVD),whichrequirehightemperaturetogetherwithpre-patternedcatalysts,Hence,preparationofCNAswithrelativelysimplemethodisnecessaryandimportant.Inthisstudy,wereportedthepreparationofCNAsthroughthesolventevaporationinducedself-assembly,whichis

7、simple,easyandone-steptofabricateregularCNTsstriparrayswithacharacteristicofgradient.ThisisvaluablefortheintensivestudyofCNTspropertiesandapplications.Theworksinthispapermainlyincludethefollowings:Firstly,multi-walledcarbonnanotubes(MWNTs)weredispersedindichloroethane(DCE)undersonica

8、tion,andthen