新型凝膠法單壁碳納米管結(jié)構(gòu)分離技術(shù)的探究.pdf

1、單壁碳納米管（SWCNTs）自從被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，憑借其優(yōu)異且獨(dú)特的各項(xiàng)性質(zhì)，在各領(lǐng)域都展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，一直是廣大科研人員的研究熱點(diǎn)。但是，目前制備技術(shù)所得產(chǎn)物往往是各種結(jié)構(gòu)碳管的混合物，這其中性質(zhì)不同的碳管將很大程度制約了碳管的應(yīng)用。以電學(xué)性質(zhì)為例，根據(jù)碳管的結(jié)構(gòu)，其電學(xué)性質(zhì)可分為半導(dǎo)體型和金屬型，且半導(dǎo)體型碳管的能帶寬度也隨著結(jié)構(gòu)的變化而變化。因此，如何對(duì)碳管產(chǎn)物進(jìn)行后處理從而實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)碳管的選擇性分離是當(dāng)今科學(xué)界亟待解決的難題。

2、
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)于傳統(tǒng)的基于一種表面活性劑十二烷基硫酸鈉（SDS）的凝膠法，由于該分離體系對(duì)碳管結(jié)構(gòu)的識(shí)別度較低，碳管的結(jié)構(gòu)分離需要進(jìn)行多次重復(fù)的實(shí)驗(yàn)，方法非常繁瑣。本文介紹了一種SDS溶液分步洗脫技術(shù)，可以讓分離全程僅在一根凝膠柱進(jìn)行，大幅提升了分離效率，且分離效果也維持了之前的水平。此外，我們還發(fā)現(xiàn)乙醇對(duì)分離過(guò)程也有較大的影響，并發(fā)明了一種新穎的“乙醇助凝膠色譜法”。該方法不僅同樣有著較高的分離效率，而且還降低了

3、SDS的工作濃度，更大程度地節(jié)約了實(shí)驗(yàn)的成本。⑵為了進(jìn)一步提升碳管分離效果，我們嘗試地在凝膠法中同時(shí)使用幾種表面活性劑，并詳細(xì)地探索了十二烷基硫酸鈉SDS，脫氧膽酸鈉DOC以及膽酸鈉SC之間搭配方式和各自的作用。最終，我們基于這些結(jié)果，讓三種表面活性劑在分離過(guò)程中各司其職，實(shí)現(xiàn)了11種單一結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體型碳管的分離，其中五種結(jié)構(gòu)碳管的純度甚至高達(dá)90％以上。碳管手性結(jié)構(gòu)分離效果已達(dá)到之前文獻(xiàn)的最佳水平，而鏡像體結(jié)構(gòu)的分離純度比之前最好的結(jié)