单壁碳纳米管阵列的结构控制制备方法研究的任务书.docx

单壁碳纳米管阵列的结构控制制备方法研究的任务书
任务书
任务名称：单壁碳纳米管阵列的结构控制制备方法研究
任务背景：
纳米技术是当今科学界和工业界研究的热点之一，其中纳米材料的研究和制备尤为关键。作为一种重要的纳米材料，碳纳米管因其卓越的力学、电子、光学性质，被广泛应用于能源、电子、生物、化学及材料科学等领域。其中，单壁碳纳米管(Single-walledcarbonnanotubes，SWCNTs)作为最基本的碳纳米管结构，具有直径极小、表面积大、力学强度高等特点，因此被广泛研究和应用。
目前单壁碳纳米管的制备方法主要有两种：化学气相沉积(Chemicalvapordeposition，CVD)和电弧放电(Arcdischarge)法。其中，CVD法制备单壁碳纳米管的效果最好，可获得单壁碳纳米管阵列。但制备过程中的成本很高，且无法进行单壁碳纳米管的具体结构控制制备，限制了其在实际应用中的发展。
任务内容和目标：
本次研究任务旨在探究单壁碳纳米管阵列制备过程的具体结构控制方法，提出一种较为实用和经济的单壁碳纳米管阵列制备方案，解决目前成本高、制备过程难度大、不能进行具体结构控制的问题，以实现单壁碳纳米管在各种领域的广泛应用。
主要研究内容包括：
1、制备过程中对单壁碳纳米管结构参数的控制研究：通过对制备过程中温度、气体流量、催化剂种类、浓度等条件的调控，研究其对单壁碳纳米管的结构参数的影响，包括管径、壁厚等参数。
2、基于气/液界面联合控制制备单壁碳纳米管阵列：将气/液界面联合控制的方法引入到单壁碳纳米管阵列制备过程中，研究其对单壁碳纳米管的定向排布效果和管长分布的控制效果。
3、对所制备的单壁碳纳米管进行表征：对单壁碳纳米管进行表征，包括管径、长度、壁厚、序列等参数的测定，以及力学、电学、光学性能的分析。
预期成果：
通过本次任务的研究，预计能够完成以下主要成果：
1、提出一种实用、经济且能够进行具体结构控制的单壁碳纳米管阵列制备方案。
2、探究单壁碳纳米管阵列制备过程中对单壁碳纳米管的结构参数控制方法，并制备出具有一定结构规律的单壁碳纳米管阵列。
3、对所制备的单壁碳纳米管阵列进行详细的表征分析，包括管径、长度、壁厚、序列等参数的测定和力学、电学、光学性能的分析。
4、上述成果的发表论文、报告等形式予以发布。
任务进度和方法：
1、任务启动及准备：制定任务研究计划，确定实验室和仪器设备清单，并安排相关研究人员进行技术培训和分工，以提高实验效率和质量。
2、单壁碳纳米管阵列制备方案的探究：通过对制备条件的调控，研究其对单壁碳纳米管结构参数的影响，筛选出制备单壁碳纳米管阵列的最优条件。
3、气/液界面联合控制制备单壁碳纳米管阵列：将气/液界面联合控制的方法引入到单壁碳纳米管阵列制备过程中，研究其对单壁碳纳米管的定向排布效果和管长分布的控制效果。
4、单壁碳纳米管阵列的表征和性能分析：对所制备的单壁碳纳米管阵列进行详细的表征分析，包括管径、长度、壁厚、序列等参数的测定和力学、电学、光学性能的分析。
5、研究成果报告和论文的撰写和提交。
任务预算：
本次任务的预算主要用于购买实验室用品、化学试剂、仪器设备和研究人员的工资福利等方面。预计总预算为300万元。
任务组织者：XXX大学化学与材料工程学院
任务执行人员：XXX博士、XXX教授、XXX硕士、XXX博士后
任务时间：预计为3年，即从2022年1月至2024年12月。
参考文献：
1.M.S.Dresselhaus,G.Dresselhaus,andP.C.Eklund,“Scienceoffullerenesandcarbonnanotubes”,SanDiego:AcademicPress,1996.
2.R.Saito,G.Dresselhaus,andM.S.Dresselhaus,“Physicalpropertiesofcarbonnanotubes”,London:ImperialCollegePress,1998.
3.M.MonthiouxandV.L.Kuznetsov,“Whoshouldbegiventhecreditforthediscoveryofcarbonnanotubes?”,Carbon,vol.44,no.9,pp.1621–1623,2006.
4.J.Kong,H.T.Soh,A.M.Cassell,C.F.Quate,andH.Dai,“Synthesisofindividualsingle-walledcarbonnanotubesonpatternedsiliconwafers”,Nature,vol.395,no.6705,pp.878–881,1998.