资源描述：
《氯掺杂提高多壁碳纳米管的电导率》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2011年第69卷化学学报Vol.69,2011第12期,1403～1407ACTACHIMICASINICANo.12,1403～1407·研究论文·氯掺杂提高多壁碳纳米管的电导率高建生徐学诚*(华东师范大学物理系上海200062)摘要通过氯气吸附,制备了掺氯多壁碳纳米管(Cl2-MWNTs)复合材料,在低温、高温和紫外光照射条件下掺氯,紫外光照射下掺氯制备的复合材料电导率最高,和未掺氯MWNTs相比,电导率提高到原来的5倍以上.用热重、红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱和X光电子能谱分析研究掺氯碳纳米管中氯和MWNTs间的相互作用,结果表明:掺氯后MWNTs中π
2、电子向氯转移,氯与MWNTs形成共轭体系,π电子的离域性增强,提高了复合材料的电导率.关键词多壁碳纳米管;氯;掺杂;电导率;紫外光ImprovementofElectricalConductivityofMulti-walledCarbonNanotubesbyChlorine-dopingGao,JianshengXu,Xuecheng*(DepartmentofPhysicsofEastChinaNormalUniversity,Shanghai200062)AbstractCl2-MWNTscompositeswerefabricatedbychlorine-abso
3、rptingundertheconditionsoflowtemperature,hightemperatureandUVirradiation.UndertheconditionofUVirradiation,theelectricalcon-ductiviyoftheCl2-MWNTscompositewasbest.ComparedwiththeundopedMWNTs,theelectricalcon-ductivitywasimprovedtoover5times.TG,FTIR,UV-visandXPSanalyseswereusedtostudytheinte
4、rac-tionsbetweenchlorineandMWNTs.Itwasshowedthattheπ-electronsweretransferredfromMWNTstochlorineandconjugatedsystemwasformedbetweenMWNTsandchlorine.Theelectricalconductivitiesofthecompositeswereimprovedduetothehigherdegreedelocalizationoftheπ-electrons.KeywordsMWNTs;chlorine;doping;electri
5、calconductivity;UV-light[1][7]1991年Iijima发现碳纳米管以来,由于其独特的ian等认为经碱金属掺杂的单壁碳纳米管,其电导率[8]力学、光学以及电学等特性受到广泛的关注.Ebbesen与碱金属原子的大小有关.Barberio等对单壁碳纳米[2]等对单根单壁碳纳米管的导电性能进行了理论计算和管进行碱金属(Li,Na,K,Cs)掺杂,结果表明:掺杂剂的实验测量,结果表明,由于结构不同,碳纳米管具有金电导率越高,掺杂后碳纳米管的电导率提高越大.Mi-[3][4][9]属或半导体性,通过物理方法、生物方法以及化学方ckelson等研究发现:氟掺杂
6、碳纳米管的电导率随氟化[5]法从碳纳米管中分离出金属型碳纳米管可以提高碳纳温度的升高而降低,当温度高于250℃,氟化单壁碳纳[10]米管的电导率,同时通过碱金属(电子给体)和卤素元素米管变为绝缘体.Jin等研究溴掺杂多壁碳纳米管,溴[11](电子受体)掺杂碳纳米管也是提高其电导率的一种常用与多壁碳纳米管形成Br2-C复合物,Tang等研究了溴方法,通过提高碳纳米管的本征电导率及机理的研究,吸附对多壁碳纳米管电导率的影响,MWNTs掺溴后电有助于拓展碳纳米管在纳米电子器件、传感器及导电高导率提高到掺溴前的3倍,溴与碳纳米管之间存在电荷[6]分子复合材料等方面的应用.Lee等用
7、K和Br2蒸气掺转移.杂单壁碳纳米管,其电导率提高了一个数量级.Grigor-本文通过氯吸附,制备了掺氯多壁碳纳米管的复合*E-mail:xcxu@phy.ecnu.edu.cnReceivedJuly28,2010;revisedDecember21,2010;acceptedFebruary18,2011.1404化学学报Vol.69,2011材料,研究了温度和紫外光照射对掺氯多壁碳纳米管电导率的影响,通过氯和碳纳米管之间的物理吸附、化学吸附和成键作用,分析碳纳米管电导率提高的原因.1实验1.1实验药品Ca(C
