申请人开展了单壁碳纳米管的可控生长、高灵敏度表征和性能调控的研究。开发了两种新型单壁管生长催化剂,建立了超长平行单壁管阵列的超低气流量批量生长方法,发展了直接生长半导体性和金属性单壁管的方法;实现了在单一激发波长下对基底表面全部单壁管的逐根表面增强拉曼光谱检测;建立了在离子液体中对单壁碳管进行手性选择性可逆修饰和能带调控的方法。2006年来在SCI收录的学术刊物上发表论文59篇,其中43篇发表在IF>3的刊物上;38篇通讯作者论文中11篇发表在IF>6的刊物上。2006年来论文他引787次,单篇最高他引83次;两篇文章入选ESI2000-2010年化学领域高引用论文;一篇文章入选2009年度“百篇中国最具国际影响学术论文”;论文被发表于Nat. Nanotech.等的综述大段正面引用。申请专利8项,5项已获授权。2009年获中国分析测试协会科学技术奖二等奖。国际国内学术会议特邀报告22次。
single-walled carbon nanotubes;catalysts;tungsten-based inter-metallic compound;chirality-controlled growth;Raman
根据项目研究计划,完成了预定的研究内容,主要取得了以下一些主要研究进展1)发展了一种基于合金催化剂的单壁碳纳米管手性可控生长方法,实现了(12,6)型管含量>92%、(14,4) 型管含量>97%、(16,0)型管含量~80%的选择性生长,为手性可控生长这一近二十年来的难题提供了一种可能的解决方案。该工作在Nature杂志发表后引起了很大反响,被美国化学会Chemical & Engineering News评为2014年度国家化学研究Top 10 的第五项。2)发展了以氧化铈为催化剂载体直接生长纯半导体性单壁碳纳米管薄膜及阵列的方法,实现了纯度>95%的半导体性纳米管的生长。3)发展了基底上单根单壁碳纳米管手性指认和手性含量分析的拉曼光谱方法;研究了单壁碳纳米管在溶液中的分散和光谱学性质。4)合成了多种碳纳米材料负载的无机纳米晶,研究了它们在电催化和储能以及细胞成像中的应用。项目启动以来,本课题共发表有项目资助标注的学术论文23篇;申请中国发明专利2项,申请国际专利PCT 2项;国际国内学术会议大会报告和邀请报告34次;单壁碳纳米管的手性可控制备及手性含量测定获2015年中国分析测试协会科学技术奖(CAIA奖)一等奖。