新型碳纳米十字架体材料的控制制备和电化学性能研究

This project seeks to advance the frontiers of synthesis, characterization, and understanding of properties of a novel nanoscale carbon hybrid material, carbon nanocrosses, consisting of SWNTs and conical MWNTs. Starting with these carbon nanocrosses as a foundation, we propose the development of advanced carbon materials with novel functionality. The carbon nanocross is chemically stable with a high density of edge-plane sites and activation sites on their surface. The major objective of this proposal is the development of high-yield and high-efficiency chemical vapor deposition process to yield high-purity carbon nanocrosses using hydrocarbon precursors. The focus will be on a systematic optimization of the experimental conditions required for synthesizing these carbon nanocrosses and electrochemical property measurements. The nanocrosses are novel carbon nanostructures, suitable for a variety of applications including electrochemical energy storage, catalyst carrier, nano-process, biochemistry, and composites. Development of low-cost and large-scale methods for the production of these nanocrosses will represent a major new innovation. This proposal if funded will significantly enhance the basic research into advanced carbon materials via the diversification of carbon nanostructures and presents a pathway towards the development of patterned structures and applications thereof.

碳纳米十字架是碳纳米材料领域里的一个全新结构，是一种基于单壁碳纳米管和圆锥式多壁碳纳米管的新型复合结构。以此为基础探索先进炭材料纳米空间的可能领域，发现新现象和新功能。作为一种全新的碳纳米结构，碳纳米十字架体不仅集成了单壁碳纳米管和圆锥式多壁碳纳米管各自的属性，而且具有表面台阶、多活性位、十字架构、化学稳定等结构性能特点。本项目以大量高效合成碳纳米十字架为主要目标，针对关键的制备技术进行系统深入研究，优化合成条件，探索有机化合物催化热解法制备出高纯度碳纳米十字架。本项目是开发具有低成本大规模生产潜力的新型碳纳米十字架直接制备方法的前期基础研究工作，完全基于全新碳纳米结构，具有创新性，并对其结构、电化学性能进行研究。碳纳米十字架可用于电化学储能、催化剂载体、纳米加工、复合材料增强体等领域。本课题的成功开展将推动先进炭材料纳米空间结构多样化的基础研究,为碳纳米十字架的实际应用奠定科学基础。

碳纳米十字架是碳纳米材料领域里的一个全新结构，是一种基于单壁碳纳米管和圆锥式多壁碳纳米管的新型复合结构。以此为基础探索先进炭材料纳米空间的可能领域，发现新现象和新功能。作为一种全新的碳纳米结构，碳纳米十字架体不仅集成了单壁碳纳米管和圆锥式多壁碳纳米管各自的属性，而且具有表面台阶、多活性位、十字架构、化学稳定等结构性能特点。本项目以大量高效合成碳纳米十字架为主要目标，针对关键的制备技术进行系统深入研究，优化合成条件，探索有机化合物催化热解法制备出高纯度碳纳米十字架。本项目是开发具有低成本大规模生产潜力的新型碳纳米十字架直接制备方法的前期基础研究工作，完全基于全新碳纳米结构，具有创新性，并对其结构、电化学性能进行研究。碳纳米十字架可用于电化学储能、催化剂载体、纳米加工、复合材料增强体等领域。本课题的成功开展将推动先进炭材料纳米空间结构多样化的基础研究,为碳纳米十字架的实际应用奠定科学基础。