第! 卷 # 期! !!!!!!!!!!!光 谱 学 与 光 谱 分 析 " 第 # !--" 年 ## 月!!!!!!!!!!! !./1%0) 6 )0 5 6&3 2 2 )0 3% 457./1 &8 5 9 43
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# 河南农业大学化学系河南 郑州! >-! !!! ' ,-- ! ! 首都师范大学物理系北京! --@ ' #-C C 伦斯里大学太赫兹研究中心纽约 特洛伊! !* ' ##, 北京师范大学分析测试中心北京! -*> ' #-@ > 河南农业大学烟草学院河南 郑州! >-! ' ,--
摘!要!近年来碳纳米管是一个重要的研究领域但研究重点主要是其电子光学和机械等特性尽管有关 单壁碳纳米管的在远红外光谱已有诸多报道但多壁碳纳米管这方面的研究却较少试验采用太赫兹时域 光谱系统对多壁碳纳米管进行表征同时也用扫描电镜对其进行形貌检测和微区成分分析以深入了解其 特性检测结果显示在-! !-Z U内样品折射率随着频率的增加而减小吸收系数却随着频率的增 ' !' T 加而增加并可以拟合斜率为#" 的直线样品的内径为 > # ;外径为 # ! >6 且长度达到了微 '! > ! ; ! >6 米级样品含 Y 量大约为" e其他为 B 和 Y 杂质元素根据泰勒扩展式和麦克斯韦方程得到了样品在 , & 该太赫兹频域内吸收的数学模型该数学模型基本上与检测结果一致该样品的太赫兹吸收特性主要取决 于其化学组成和分子的大小含 Y 量不同的碳纳米管预示着具有不同的太赫兹图谱和独特的功能 关键词!太赫兹光谱多壁碳纳米管扫描电镜 射线微区分析 D 中图分类号 ,C B C !!文献标识码 8!!!$ % #' ",E 36#-+>C!- +#,# -C 9 ' ---" "# C>+, # '3 波段吸收图谱称之为指纹图谱因为许多物质分子的振动和
引!言
"# 9+ !! 由于碳纳米管具有独特的结构性能自 #" 被 b9 E ; # 发现以来引起了人们广泛的关注有关碳纳米管的研 5 !> 究已有诸多报道+ 然而这些研究主要集中于碳纳米管的
半导体特性电子特性和光学特性以及机械特性等尽管 @* 对单壁碳纳米管在远红外的光学特性已有研究但对多
转动均发生在这个区域太赫兹射线技术为研究多壁碳纳 米管在太赫兹区域的特性提供了一个强有力的工具本试验 使用太赫兹 Z .测定多壁碳纳米管在-! !-Z U区间内 [ ' !' T 的吸收以了解多壁碳纳米管在该频率区间内的分子振动信 息
# 实验部分 !
** 样品的制备与提纯 )! 本实验用的多壁碳纳米管的制备采用催化化学气相沉积 法 1 4 0 L ;0& 5% 7)396 Y $ 0 5 1 0/ 9 :)2 /%9% Y [ 具体采用 Q 5 &9 5 1 9 # 等方法*纯化方法使用两步纯化法首先 ! M 焙烧 ! >然后室温条件下用C e 的浓 T &浸泡 # 得到纯品 L @ Y !L 的多壁碳纳米管样品 *G 多壁碳纳米管的形貌特征与元素组成 )! 使用扫描电镜 56 G/ 0 % 9 %0) P T+ 3 69 & 1 6;0 3% 4 . W 9 0 6 /2 2 109 +*- 对样品进行测定得到其形貌特征如图 # 所示 5L .,-
壁碳纳米管在远红外区的振动信息了解较少近年来随着 超快激光技术的迅猛发展为太赫兹脉冲的产生提供了稳 定可靠的激发光源太赫兹射线通常指的是频率在 -#! ' 之间的电磁波由于太赫兹射线具 # T C ! C ;d# -Z UC C CC0 ' 有宽带性相干性低能性瞬时性亚皮秒分辨率以及高 信噪比 # - ' --- 等独特的优势其吸收图谱可以提供分子 振动的相位和振幅等丰富信息因此太赫兹射线技术应用于
" # # # 诸多领域诸如氨基酸成像-医药#皮肤癌诊断! # 香烟主流烟气测定C等最为重要的是用于生物高分子的 # # # # 研究如淀粉,蛋白质>烟梗纤维 @素等在太赫兹
!-+#- 修订日期 -"-+ !-+!!收稿日期 -*#+! ! C 计划 -@ R #,* 国家自然科学基金项目 ,, - Y C-- " ! # @-@ 资助 !基金项目国家基础研究重大项目 @ " #@ /;9 316I35 4L%0 0 & % 6 !作者简介苏同福 "-年生河南农业大学化学系副教授!! + 5 K% GKK " 5 % = ;= /;9 G605G% G /5 = = & 7 6 #通讯联系人!! + 5 % GL626 "L6K/K0

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