螺旋碳納米管的氟化及其光致發(fā)光性能研究.pdf

1、近年來關于螺旋碳納米管（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，之所以不純是因為里面含有直管的碳納米管，進而為“納米彈簧”的稱號抹黑，當然可能影響其在光學、電學、磁學、微波吸收、力學以及化學等方面的性質。
　　HCNTs具有其他純碳材料鮮有的紫外光致發(fā)光（PL），在應用和理論研究上都有著重要的意義，但是其量子產率較低。氟摻雜是改善碳材料發(fā)光性質的一種有效手段。例如氟化

2、石墨烯，可打開其帶隙，在紫外及可見光區(qū)域獲得較寬的PL；氟化石墨烯量子點可獲得強烈的藍光PL以及上轉換特性。目前對碳管的研究已從簡單的制備轉向設計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，通過調節(jié)溫度的方法制備出高純度的螺旋碳納米管并通過與 XeF2混合，在以氬氣為保護氣的條件下退火，成功地對樣

3、品進行了氟摻雜。我們主要研究溫度對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，通過溫度調節(jié)制備出純度高的螺旋碳納米管。以場發(fā)射掃描電鏡（ FESEM）測試出其微觀形狀，從形貌中觀察估計出其螺旋純度。以激光拉曼

4、光譜儀檢測其存在缺陷。利用熒光分光光度計測試了 HCNTs的PL性質，發(fā)現(xiàn)其具有深紫外發(fā)光特性。
　　二、對螺旋碳納米管進行氟化，表征以及性能研究：
　　通過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合形式，考察了它們對HCNTs光致發(fā)光性能的影響。結果表明，氟與碳的結合形式主要有離子型和半離