氮化硼纳米管及其限域C60的高压研究

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1、分类号：O521单位代码：10183研究生学号：2015932030密级：公开研氮化硼纳米管及吉林大学其限域硕士学位论文C60的高（学术学位）压研究氮化硼纳米管及其限域C60的高压研究HighPressureStudiesontheBNNanotubesandC60@BNNanotube葛Peapods鹏作者姓名：葛鹏专业：凝聚态物理吉研究方向：高压物理林指导教师：刘冰冰教授姚明光教授大培养单位：物理学院学2018年5月氮化硼纳米管及其限域C60的高压研究HighPressureStudiesontheBNNanotubesandC60

2、@BNNanotubePeapods作者姓名：葛鹏专业名称：凝聚态物理指导教师：刘冰冰教授姚明光教授学位类别：理学硕士论文答辩日期：2018年5月27日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包

3、含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。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结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享

4、受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：凝聚态物理论文题目：氮化硼纳米管及其限域C60的高压研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市前进大街2699号吉大南校唐敖庆C区512室作者联系电话：摘要氮化硼纳米管及其限域C60的高压研究摘要氮化硼纳米管作为一维纳米材料的典型代表，其一维纳米孔道为研究限域体系结构提供了理想的模板，使受限材料展现出新的结构和性质。高压可以通过改变分子距离，影响成键进而改变结构性质。将高压手段和限域结构结合，为探索材料的新相转变和新结构提供了全新的研究思路。本文利用高压原位拉曼光谱、

5、红外光谱、XRD衍射等技术，对比研究了氮化硼纳米管和C60填充的氮化硼纳米管两种材料，揭示了氮化硼纳米管压致相变规律，并研究了在限域C60的情况下氮化硼纳米管的相变规律与未填充C60氮化硼管的区别。同时利用高压原位拉曼技术对限域于氮化硼纳米管中的C60分子进行研究，讨论了受限后的分子聚合行为及其对BN纳米管结构相变的影响。得到以下结论：1、利用高压原位红外光谱技术和高压原位拉曼光谱技术研究了氮化硼纳米管随着压力的变化规律，压力最高达到36GPa。研究发现，在压力达到19GPa左右时初始为六方结构氮化硼转变成了纤锌矿结构。而填充了C60的

6、氮化硼纳米管则在13GPa左右就形成纤锌矿结构，因为其内部存在着C60分子，使其会受到来自垂直于管径外和管径内压力同时作用，因此在更低压力下就发生sp3键转变和结构相变，最终加压到36GPa，此时六方到纤锌矿结构的相变依旧是不完全的。卸压之后，氮化硼纳米管的纤锌矿结构没能得到保存，而限域结构由于内部存在C60分子使得其六方结构转变纤锌矿结构更加完全，卸压后能够得到保存，是六方相和纤锌矿结构的混相。2、利用高压原位XRD光谱，研究了氮化硼纳米管在高压下的结构相变规律。用液氩作为传压介质，最高压力达到90GPa，常压下可以看到氮化硼纳米管六

7、方结构的（002）衍射峰；在加压的过程中，氮化硼纳米管在19GPa处出现了纤锌矿结构的(002)和(100)衍射峰，表明材料发生了向纤锌矿结构的转变，在加压到90GPa的过程中，没有二次相变，一直保持六方相和纤锌矿结构的混相。卸压后，这种六方相和纤锌矿的混相能够得到保存。说明在更高的压力下，氮化硼纳米管中形成的纤锌矿结构能够得以保存。I摘要3、利用高压原位拉曼光谱，研究了限域于氮化硼纳米管内C60的压致聚合行为。用液氩作为传压介质，最高压力达到40GPa。研究发现在升压过程中不同于其体材料的是即使在压力达到40GPa以上时，C60的峰仍

8、能被观测到，说明C60分子在这种限域结构中更加稳定，碳笼结构在高压下还可以稳定存在。而且分别加压到20GPa、25GPa、30Gpa后卸压到常压，发现C60会形成一维链状聚合的O相结构，说明在这种结构中C6