功能化多壁碳纳米管的光电性质
碳纳米管和富勒烯的光电特性和应用
碳纳米管和富勒烯的光电特性和应用一、碳纳米管的结构性能及应用（一）碳纳米管的结构碳纳米管是指由类似石墨的六边形网格组成的管状物，可以看作是石墨片层绕中心轴按一定的螺旋角卷曲而成。
管子一般由单层或多层组成，相应的纳米碳管就称为单壁纳米碳管（SWNT和多壁纳米碳管（MWNT）碳纳米管具有典型的层状中空结构特征，构成碳纳米管的层片之间存在一定的夹角碳纳米管的管身是准圆管结构，并且大多数由五边形截面所组成。
管身由六边形碳环微结构单元组成，端帽部分由含五边形的碳环组成的多边形结构，或者称为多边锥形多壁结构。
是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量lEjf-级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料。
它主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管。
层与层之间保持固定的距离，约为0.34nm,直径一般为2〜20nm长度可达数微米，因此有较大的长径比。
资料表明：碳纳米管的晶体结构为密排六,c=0.6852nm,c/a=2.786 , 与石墨相比,a值稍小而c值稍大,预示着同一层碳管内原子间有更强的键合力，碳纳米管有极高的同轴向强度。
多壁碳纳米管存在三种类型的结构,分别称为单臂纳米管、锯齿形纳米管和手性形纳米管。
由于其独特的结构，碳纳米管的研究具有重大的理论意义和潜在的应用价值，女口：其独特的结构是理想的一维模型材料；巨大的长径比使其有望用作坚韧的碳纤维，其强度为钢的100咅，重量则只有钢的1/6;同时它还有望用作为分子导线，纳米半导体材料，催化剂载体，分子吸收剂和近场发射材料等。
（二）碳纳米管的主要性质及应用（1）碳纳米管的性质如下：1. 碳纳米管上碳原子的P 电子形成大范围的离域n 键，由于共轭效应显著， 碳纳米管具有一些特殊的电学性质。
碳纳米管具有良好的导电性能，由于碳纳米管的结构与石墨的片层结构相 同，所以具有很好的电学性能。
理论预测其导电性能取决于其管径和管壁的螺旋 角。
当CNTs 的管径大于6nm 时，导电性能下降；当管径小于 6nm 时，CNTs 可以 被看成具有良好导电性能的一维量子导线。
碳纳米管的性质与应用
碳纳米管的性质与应用碳纳米管是一种研究热点，同时也是一种具有广泛应用前景的纳米材料。
碳纳米管具有很多优异的性质，例如高度的机械强度、热导率、光学性质和电学性质等，这些性质使得碳纳米管在各领域中得到了广泛的关注和研究。
本文将从性质和应用两方面来探讨碳纳米管的特点。
一、碳纳米管的性质1. 机械性质碳纳米管具有非常高的机械强度，这是由于其形成时的晶格缺陷极少，且由碳原子构成的共价键是相当强的。
研究表明，碳纳米管的强度可以达到200GPa以上，因此在强度要求高的场合，例如航天航空领域、材料制造业及求医领域等等，碳纳米管都有广泛的应用。
2. 热学性质碳纳米管具有良好的热传导性质，由于它们的长度是大于直径的，因此导热主要沿着管轴方向，这种长程导热机制使得碳纳米管的热导率非常高，可以高达3000W/mK。
同时，其能够承受极高的温度，可以长期工作在1000℃以上的高温环境中，故在制造高精度、高稳定性元器件，以及制造高温传感器方面都有广泛应用。
3. 光学性质碳纳米管具有优良的光学性质，具有很高的吸收能力和强烈的荧光特性。
碳纳米管的宽带能使其吸收并辐射出不同波长的光，因此在生命科学、光电器件等领域得到广泛的应用。
4. 电学性质碳纳米管是一种非常具有潜力的电子材料，具有半导体和金属的特性。
这种双重的特性，使得碳纳米管可用于制造场效应晶体管、电化学电容器、电化学传感器等，同时，在信息技术、存储技术、生物医学等领域，碳纳米管也有着广泛的应用。
二、碳纳米管的应用1. 生物医学碳纳米管在生物医学中的应用非常广泛，主要包括药物传递、成像、生物分析及治疗等方面。
碳纳米管的生物相容性好，特异性高，可以将药物包载于碳纳米管表面，通过靶向技术将药物输送至受体细胞表面，从而达到治疗的目的。
此外，碳纳米管还能用于医学检测成像，如：磁共振成像、X射线成像、核酸检测等疾病诊断。
2. 能源材料由于碳纳米管的高热传导、高机械强度、高表面积和优质导体性质，使得碳纳米管可以用于电化学能源存储、传感及转换。
碳纳米管的电学特性和应用
碳纳米管的电学特性和应用碳纳米管是一种由碳原子构成的纳米材料，具有优异的机械、电学和光学性质。
其中，碳纳米管的电学特性尤为重要，在多个领域具有重要的应用。
一、碳纳米管的电学特性碳纳米管是一种单层或多层的管状结构，具有直径几十纳米至微米级别，长度可达数十微米至数百微米。
碳纳米管具有极高的电导率，电子在管内行进时几乎不会受到散射，从而具有很低的电阻率。
此外，碳纳米管具有优异的导电性能，可用作超导体或半导体。
碳纳米管的导电性能取决于管径、壁数、杂质等因素，有些碳纳米管还具有半导体特性。
碳纳米管的电学性质还表现为量子限制效应和门极调控效应。
量子限制效应是指在微观世界中，粒子的运动受到空间限制时，其运动特性将发生量子化，如电子在碳纳米管中运动时，其能量和状态受管径和壁数等因素限制。
门极调控效应是指在某些情况下，通过改变管墙上的门极电压，可控制电子的传输。
二、碳纳米管的应用1. 电子器件碳纳米管的导电性能和量子限制效应为电子器件的制造提供了新思路和新途径。
碳纳米管可以制成晶体管、场效应晶体管、逻辑门等电子器件，其速度、功率和稳定性均优于传统晶体管。
碳纳米管晶体管还可以用于可重复性高、耐辐照的集成电路制造。
2. 传感器碳纳米管可用于制造敏感元件，在化学、生物、环境等领域中应用广泛。
例如，将碳纳米管制成气敏电阻器，可用于检测空气中的气体污染物；将碳纳米管变形后，可检测生物和化学物质的变化。
3. 储能材料碳纳米管具有超高的比表面积和电导率，适合用于储能材料的制备。
其制成的纳米复合材料在超级电容器和锂离子电池中应用广泛。
与传统电池材料相比，碳纳米管具有更高的能量密度和更长的循环寿命。
4. 材料强化碳纳米管可以与多种材料复合制成纳米复合材料，具有卓越的力学性能和耐磨性。
例如，与碳纤维、玻璃纤维、陶瓷等材料复合后，可以制成高强度、高刚度的材料用于航空、汽车、体育器材等领域中。
总之，碳纳米管的电学特性使其在电子器件、传感器、储能材料和材料强化等领域中具有广泛的应用前景。
研究碳纳米管的光学性质及其在光电器件中的应用
研究碳纳米管的光学性质及其在光电器件中的应用碳纳米管是具有独特的物理化学性质的一种材料，其特殊的光学性质使其在光电器件中有着广泛的应用前景。
本文将从碳纳米管的光学性质以及其在光电器件中的应用方面进行探讨，并分析这些研究现状。
第一部分：碳纳米管的光学性质碳纳米管的光学性质主要包括吸收、发射和散射。
在这些光学特性中，吸收和发射被认为是最重要的。
吸收碳纳米管的吸收率和波长有密切关系，即碳纳米管对于不同波长的光吸收程度不同。
其中，小直径碳纳米管的吸收率更高，并且随着碳纳米管的增长而降低。
发射碳纳米管可以在紫外、可见和近红外光谱区域内发射光线，这种发光成分是由于短暂的激发作用导致的。
在碳纳米管中，通过多种发光机制可以解释其发光特性，包括界面荧光、谷间重组荧光、外界掺杂，以及后生辉光等机制。
第二部分：碳纳米管在光电器件中的应用碳纳米管在光电器件中的应用非常广泛，主要体现在太阳能电池、光电转换器、荧光探针、生物传感器和荧光传感器等方面。
太阳能电池碳纳米管作为一种新型光电材料，其在太阳能电池领域有着广泛的应用。
由于碳纳米管具有较高的载流子迁移率和更高的吸收率，因此可以提高电池的性能并增加电池产生的功率。
例如，碳纳米管可以作为太阳能电池的电极材料，其导电性能优良，可以改善电池的导电性能，提高电池的效率。
光电转换器碳纳米管可以应用于光电转换器中，这种设备可以将太阳能光转化为可用于电子设备的电能。
通过使用碳纳米管，可以使光电转换器的效率得到提升。
例如，一些研究团队使用碳纳米管来改善光伏薄膜等的效率，取得了良好的表现。
荧光探针和生物传感器碳纳米管在生命科学领域中的应用也很广泛。
由于其分子识别特异性高和光稳定性好，因此可以作为荧光探针或生物传感器。
例如，碳纳米管可以用于早期癌症的筛查，还可以用于酶催化等反应的研究。
荧光传感器碳纳米管还可以用于荧光传感器领域。
通过改变碳纳米管表面的物理性质和化学性质，可以提高其对大分子的识别性能，如DNA和RNA分子。
未官能团化,多壁碳纳米管
未官能团化,多壁碳纳米管
未官能团化的多壁碳纳米管是指在其表面未进行官能团修饰的多层石墨烯管状结构。
多壁碳纳米管是由多层石墨烯卷曲而成的管状结构，具有优异的力学、热学和电学性质。
由于其层间间距较大，内外层之间存在很强的范德华相互作用力，因此多壁碳纳米管比单层石墨烯更加稳定和耐高温。
未官能团化的多壁碳纳米管具有以下特点：
1. 原始结构保持完整：未官能团化指的是多壁碳纳米管表面未进行化学修饰，因此其原始结构保持完整，具有较高的纯净度。
2. 高比表面积：多壁碳纳米管具有丰富的内外表面，提供了较大的比表面积，有利于吸附分子和催化反应。
3. 良好的导电性：多壁碳纳米管由于其石墨晶格结构，具有优异的电导性能，可用于电子器件和导电涂层等领域。
4. 强韧性和耐高温性：多壁碳纳米管由于其层间范德华相互作用力的存在，具有较高的力学强度和耐高温性，可应用于增强材料和高温工艺。
5. 相对较低的成本：与单层石墨烯相比，多壁碳纳米管的制备成本较低，有利于大规模生产和应用。
未官能团化的多壁碳纳米管可以通过化学修饰、物理吸附等方法进行功能化，以进一步拓展其在催化、储能、传感等领域的应用。
碳纳米管的性质及其应用
碳纳米管的性质及其应用碳纳米管的性质及其应用【摘要】综述了碳纳米管的结构、性质及其应用，指出碳纳米管可看作是石墨烯片按照一定的角度卷曲而成的纳米级无缝管状物，根据层数不同可分为多壁碳纳米管和单壁碳纳米管。
碳纳米管具备良好的电学性能、热学性能及化学与电化学性能，在各个领域应用广泛。
【关键词】碳纳米管性能应用碳是地球上最丰富的元素之一，它以多种形态广泛存在于大气和地壳之中。
自1985年Smalley用烟火法成功制得C60以来，碳纳米管、碳微米管和石墨烯等多种碳结构逐渐进入人们的视线。
碳纳米管作为C60制备的副产物，较早被人们发现。
一、碳纳米管的结构碳纳米管，又称巴基管，属于富勒碳系，是在C60不断深入研究中发现的。
碳纳米管是由单层或多层石墨片围绕同一中心轴按一定的螺旋角卷曲而成的无缝纳米级管结构，两端通常被由五元环和七元环参与形成的半球形大富勒烯分子封住，每层纳米管的管壁是一个由碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形网络平面所围成的圆柱面。
CNT 根据管状物的石墨片层数可以分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
二、碳纳米管的性能及应用电学性能及应用碳纳米管是优良的一维介质，由于碳纳米管的特殊管状结构，管壁上的石墨片经过了一定角度的弯曲，导致量子限域和σ-π再杂化，其中3个σ键稍微偏离平面，而离域的π轨道那么更加偏离管的外侧，这使得π电子能集中在碳纳米管管壁外外表上高速流动，但在径向上，由于层与层之间存在较大空隙，电子的运动受限，因此它们的波矢是沿轴向的，这种特殊的结构使得碳纳米管具有优异的电学性能，可用于量子导线和晶体管等。
量子导线。
CNT可以被看成具有良好导电性能的一维量子导线，Tang等在研究具有较小直径的SWNT磁传导特性时发现，在温度低于20K时，直径为0.4nm的CNT具有明显的超导效应，这也预示着CNT在超导领域的应用前景。
晶体管。
Soh等成功制备出碳纳米管晶体管阵列，这种单分子晶体管是现有硅晶体管尺寸的1/500，可使集成电路的尺寸降低2个数量级以上。
多壁碳纳米管表面基团_理论说明
多壁碳纳米管表面基团理论说明1. 引言1.1 概述多壁碳纳米管（Multi-Walled Carbon Nanotubes，简称MWCNTs）是一种具有特殊结构和优异性能的纳米材料。
它们由许多同心圆形套筒状的碳纳米管层级组成，其外径和内径可以在纳米尺度范围内调控。
MWCNTs因其高比表面积、优良导电性、机械强度和化学稳定性等特点，在各个领域引起了广泛的关注和研究。
1.2 文章结构本文主要围绕多壁碳纳米管表面基团展开详细讨论。
首先介绍了多壁碳纳米管及其相关概念，进而对表面基团及其意义进行阐述。
接下来，对多壁碳纳米管表面基团的分类与特性进行了系统总结。
然后，对多壁碳纳米管表面基团的制备方法进行了综述，包括化学修饰方法、物理修饰方法和生物修饰方法。
最后，对多壁碳纳米管表面基团在催化剂载体应用、电化学传感器应用和药物传递系统应用等方面的研究进展进行了综合评述。
通过对这些内容的分析和总结，旨在揭示多壁碳纳米管表面基团的重要性以及其在各个应用领域的潜力。
1.3 目的本文旨在从理论角度对多壁碳纳米管表面基团进行深入解析，并综述其制备方法以及在不同应用领域的研究进展。
通过对相关文献的综合分析和整理，为读者提供一个全面了解多壁碳纳米管表面基团特点和应用价值的参考资料。
同时，本文也可为后续研究提供一定的指导，促进学术界对于多壁碳纳米管表面基团领域的深入探索与发展。
2. 多壁碳纳米管表面基团的定义和特性2.1 多壁碳纳米管的基本介绍多壁碳纳米管是由多层同心圆筒结构组成的纳米材料，每个同心圆筒都是一个独立的单壁碳纳米管。
它们具有较大的比表面积、优异的机械性能和独特的电学特性，在多个领域具有广泛应用潜力。
2.2 表面基团的概念及其意义表面基团指附着在材料表面上的化学官能团或小分子，可以通过与周围环境相互作用来调控材料的性质和功能。
对于多壁碳纳米管而言，表面基团可以改变其电荷状态、增强其稳定性、调节其溶解度以及改善其与其他物质之间的相互作用等。
碳纳米管的性质与应用
碳纳米管的性质与应用【摘要】本文主要介绍了碳纳米管的结构特点，制备方法，特殊性质，由于碳纳米管独特性质而产生的广泛应用，并对其前景进行展望。
【关键词】碳纳米管场发射复合材料优良性能【前言】自日本NEC科学家Lijima发现碳纳米管以来，碳纳米管研究一直是国际新材料领域研究的热点。
由于碳纳米管具有特殊的导电性能、力学性质及物理化学性质等，故其在许多领域具有其广阔的应用前景，自问世以来即引起广泛关注。
目前，国内外有许多科学家对碳纳米管进行研究，科研成果颇丰，尤其是碳纳米管在复合材料、储氢及催化等领域的应用。
【正文】一、碳纳米管的结构碳纳米管中碳原子以sp2杂化为主，同时六角型网格结构存在一定程度的弯曲，形成空间拓扑结构，其中可形成一定的sp3杂化键，即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化状态，而这些p 轨道彼此交叠在碳纳米管石墨烯片层外形成高度离域化的大π键，碳纳米管外表面的大π键是碳纳米管与一些具有共轭性能的大分子以非共价键复合的化学基础[1]。
对多壁碳纳米管的光电子能谱研究结果表明，不论单壁碳纳米管还是多壁碳纳米管，其表面都结合有一定的官能基团，而且不同制备方法获得的碳纳米管由于制备方法各异，后处理过程不同而具有不同的表面结构。
一般来讲，单壁碳纳米管具有较高的化学惰性，其表面要纯净一些，而多壁碳纳米管表面要活泼得多，结合有大量的表面基团，如羧基等。
以变角X 光电子能谱对碳纳米管的表面检测结果表明，单壁碳纳米管表面具有化学惰性，化学结构比较简单，而且随着碳纳米管管壁层数的增加，缺陷和化学反应性增强，表面化学结构趋向复杂化。
内层碳原子的化学结构比较单一，外层碳原子的化学组成比较复杂，而且外层碳原子上往往沉积有大量的无定形碳。
由于具有物理结构和化学结构的不均匀性，碳纳米管中大量的表面碳原子具有不同的表面微环境，因此也具有能量的不均一性[2]。
碳纳米管不总是笔直的，而是局部区域出现凸凹现象，这是由于在六边形编制过程中出现了五边形和七边形。
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第20卷第4期应用化学V ol.20N o.42003年4月 CHI NESE JOURNA L OF APP LIE D CHE MISTRY Apr.2003功能化多壁碳纳米管的光电性质王美佳 刘 敏 王连英 徐金杰 白玉白3 李铁津(吉林大学化学学院 长春130023)李镇文 瞿美臻(深圳市纳米港有限公司技术中心 深圳)摘 要 在酸处理后的多壁碳纳米管(MW NT)的表面引入3种基团:羧基、羰基、羟基。
研究了功能化后的MW NT的光电性质,MW NT的表面光电压谱(SPS)在检测区域出现2个响应带,分别在红外区1100nm和1500nm。
证明了功能化后的MW NT具有光电压活性,并有很好的光致电荷分离特性。
同时将功能化的MW NT分别修饰在玻碳(G C)、硼掺杂的金刚石薄膜(BDD)电极上,进行循环伏安扫描,在玻碳电极上得到1对氧化还原峰,峰电位分别为01084V、-01130V(vs.SCE)。
在硼掺杂的金刚石薄膜电极上得到稳定的2对氧化还原峰,峰电位分别为01018V、-01216V(vs.SCE)和01214V、01142V(vs.SCE)。
结果表明,功能化后的MW NT具有电化学活性。
关键词 多壁碳纳米管,表面光电压谱,循环伏安,金刚石薄膜电极中图分类号:O649.4 文献标识码:A 文章编号:100020518(2003)0420318205碳纳米管因具有独特的电学、力学特性及化学的稳定性而成为人们研究的热点[1～5]。
碳纳米管分多壁碳纳米管(MW NT)和单层碳纳米管(SW NT)。
碳纳米管有许多奇特的性质由此而产生许多与此相关的应用技术。
另外,碳纳米管的导电性质与其结构密切相关。
碳纳米管的结构参数不同,其性质可以是金属性的或半导体性的。
碳纳米管具有特别的场发射性能,可以作为电子枪,具有尺寸小、发射电压低、发射密度大、稳定性高、不需要加热和高真空等优点,可以应用于平板显示器中。
氢分子吸附在纯SW NT、MW NT和碱金属掺杂的SW NT上,极大地推进了对纳米碳材料储氢性能的理论和实验研究。
人们对碳管本身的性质开展了十分广泛的研究。
目前,碳管的表面修饰已成为另外一个研究的方向[6～8]。
研究表面功能化后的性质,同时利用表面的功能团与其他物质进行组装。
单壁碳纳米管吸引了众多科学家的目光,而对多壁碳纳米管的研究很少,尤其是功能化后的多壁碳管。
本文在酸处理后的MW NT的表面引入羧基、羰基、羟基3种基团后[9],研究了它的光电性质。
1 实验部分1.1 仪器和试剂表面光电压谱测试在自组装的仪器上进行,装置和测试方法见文献[10,11]。
红外光谱在S pectrum One型傅立叶变换红外光谱仪(Perkin Elmer公司)上测得。
电化学实验使用M273恒电位仪及M270电化学系统(美国EG&G,PAR公司),三电极体系,工作电极为金刚石薄膜电极(d=4mm)、玻碳电极(d= 3mm),对电极为Pt片电极,参比电极为饱和甘汞电极(SCE)。
试剂均为分析纯,高纯N2气除氧,使用二次去离子水。
所有循环伏安实验均在室温(约16℃)下进行。
1.2 样品处理方法MW NT由直流电弧法制备[12],将试样于空气中加热到750℃左右除去碳杂质。
纯化后样品的直径约为20nm,纯度>90%。
在H NO3液中浸泡24h后,用去离子水清洗3次去除NO-3,于65℃减压干燥2002206219收稿,2002211213修回国家自然科学基金(20073016)和“九七三”资助项目通讯联系人:白玉白,男,1941年生,教授,博士生导师;E2mail:yubai@;研究方向:凝聚态物质的光物理与光化学24h ,得到样品1,红外测试其表面引入的基团大部分为羟基。
取011g 样品1,溶于浓HCl 中,浸泡24h 后离心处理,然后用去离子水清洗3次。
处理后将残留物放入浓H NO 3中加热至140℃左右回流12h 。
然后将混合物冷却至室温,离心除去酸液。
黑色固体物用去离子水洗涤多次,于65℃下在真空烘箱中干燥24h ,得到样品2。
红外测试表面引入了羧基、羰基、羟基。
式1展示了表面引入功能基团的MW NT 的结构。
Scheme 1 Functionalization of MW NT1.3 电极处理方法玻碳电极的处理:将玻碳电极(上海辰华仪器有限公司)先用水清洗干净,依次用粒径为110、013、0105μm 的Al 2O 3粉放在鹿皮上打磨电极表面。
为防止将大粒的Al 2O 3粉带到小粒径的Al 2O 3粉中,每次换不同粒径的Al 2O 3粉要先用水洗去电极上的Al 2O 3粉后,再超声处理3min ,然后再换不同粒径的Al 2O 3粉处理。
用含l mm ol/L Fe (C N )4-6/Fe (C N )3-6的011mol/L K Cl 检测液检测电极,电极处理完后要立刻使用,每次使用前均需重新处理。
金刚石薄膜(吉林大学超硬实验室提供)电极的制作:在导电硅表面沉积掺硼的金刚石薄膜,放入浓HCl 中浸泡过夜,然后放入异丙醇溶液中超声20min ,处理后浸泡于异丙醇溶液中,用时取出用N 2气吹干。
在沉积薄膜的一面用铜导电胶引入铜导线,留下圆形表面(d =4mm ),其余部分用环氧树脂涂覆。
2 结果与讨论2.1 红外光谱分析图1 功能化的MW NT 的红外光谱图Fig.1 IR spectra of functionalized MW NT a .MW NT;b .MW NT treated with H NO 3;c.MW NT treated with HCl纯化后的样品使用前于65℃下在真空中干燥24h ,压片后测得样品的红外光谱,在1588cm -1处出现的吸收峰是碳纳米管石墨结构的管壁的红外光活性的特征振动模E 1u [13],如图1a 所示。
样品1是经过H NO 3浸泡处理的,红外谱图在2923和2853cm -1处出现了强的亚甲基的C —H 伸缩振动峰。
在3434cm -1处出现了宽峰,说明表面引入了—OH 。
1732cm -1处出现吸收峰,是由νC =O 伸缩振动引起,1635cm -1处出现吸收峰可能是由二酮烯醇式的νC =O 的骨架振动引起,可见表面同时也引入了羰基,如图1b 所示。
图1c 是样品2的红外光谱,在1588cm -1处出现的吸收峰是碳纳米管石墨结构的管壁的红外光活性的特征振动模E 1u [13],它有很大的增强,以至掩盖了1635cm -1处的峰。
在1732cm -1处出现吸收峰,是由νC =O 伸缩振动引起的。
在1588cm -1处出现吸收峰,也许是由νas C OO -振动引起的。
由于纯化过程均在强酸性条件下进913 第4期王美佳等:功能化多壁碳纳米管的光电性质 行,所以—C OO -可能是由于—C OOH 的电子化所致[14]。
因此,可以推断在MW NT 的表面引进了—C OOH 和C O 功能基团,同时在2923和2853cm -1处出现了强的亚甲基的C —H 伸缩振动峰,在3434cm -1处出现了宽峰,说明表面同时又有—OH 。
可见进一步的酸处理使表面引入的羧基量增加。
2.2 表面光电压谱称取10mg 样品2,加入12m L V (甲醇)∶V (丙醇)=3∶1的混合溶剂,超声处理使MW NT 充分分散于溶图2 功能化的MW NT (样品2)的表面光电压谱Fig.2 Surface photov oltage spectrum (SPS )of functionalized MW NT剂中。
将混合溶剂均匀的覆盖在导电玻璃表面,然后放在红外灯下烘烤,使溶剂完全挥发,测得其表面光电压谱,如图2所示。
可以看出,功能化后的MW NT 在检测区域有2个响应带,分别在红外区1100和1500nm 处起峰。
由此可以说明,功能化后的MW NT 存在2个能带,计算出带隙宽度分别为1113和0182eV ,可见功能化后的MW NT 在近红外区具有很好的光致电荷分离的特性。
图3 裸玻碳电极(a )和功能化后的MW NT (样品2)修饰的玻碳电极在H 3PO 4缓冲溶液(pH =7)中的循环伏安曲线(b ,c ,d )Fig.3 Cyclic v oltamm ograms on bare G C electrode and on MW NT (sample 2,see Fig.1)film 2m odified G C electrode in 0.1m ol/L phosphate bu ffer (pH =7)a .bare G C ;b .m odified G C electrode ;c .m odified G C electrode after 30min ;d .m odified G C electrode after 24h ;v =50mV/s 2.3 功能化后的MWNT 的电化学行为取10μL 样品2的混合溶液,涂覆在玻碳电极上,在红外灯下使溶剂完全挥发。
在H 3PO 4缓冲溶液(pH =710)中,扫描电位从-015～112V ,扫描速度为50mV/s 。
从图3可以看出,图3a 为没有涂覆碳纳米管的玻碳电极在H 3PO 4缓冲溶液(pH =710)中扫描所得到的循环伏安曲线,没有氧化还原峰出现。
图3b 为表面涂覆功能化的MW NT 的玻碳电极在H 3PO 4缓冲溶液(pH =710)中扫描所得到的循环伏安曲线,其出现1对氧化还原峰,峰电位分别为01084和-01130V (vs .SCE )。
修饰了功能化处理的MW NT 的玻碳电极经长时间扫描(30min 扫描1次)峰电位及峰电流均保持稳定(图3c 曲线)。
扫描一段时间后,取出修饰过的电极,依次用水、乙醇洗涤。
放置1d 后重新进行扫描,峰电位及峰电流基本保持不变(图3d 曲线),表明MW NT 修饰电极的电化学行为非常稳定。
取5μL 样品2的混合溶液,涂覆在金刚石薄膜电极上,在红外灯下使溶剂完全挥发,进行伏安扫描时,出现了3对氧化还原峰,如图4所示。
在50mV/s 扫速下,出现的第1对峰的峰电位为01018和-01216V (vs .SCE ),第2对峰的峰电位为01214和01142V (vs .SCE ),第3对峰的峰电位为01719和01624V (vs .SCE )。
进行第2次扫描时,第2对峰和第3对峰均发生了变化(图4b 、4c )。
随扫描次数的增加第3对峰的峰高明显降低,而第2对峰的峰高有升高的趋势,第1对峰几乎没什么变化。
进行多次扫描时,第3对峰的峰电位及峰电流不再发生变化,达到稳定。
因此,推断生成了不稳定的物质。
参考羧基的氧化还原电位,可以推断第1对峰的出现是羧基的氧化还原峰[14]。