Nano-aggregates of single-walled graphitic carbon nano-horns
6
1999
... 1999年日本科学家Iijima[1 ] 用激光蒸发法制备出高纯度碳纳米角(Carbon nanohorns, 简称CNHs)颗粒.CNHs具有优异的物理化学特性，如导电性、热稳定性等特性[2 ~5 ] ，引起了人们的极大关注.将碳纳米管(Carbon nanotubes，简称CNTs)与石墨烯相比，CNHs的制备方法简单、无需催化剂、纯度和产量都很高，目前产业化生产每天的产量可达 Kg[5 ] . ...
... CNHs是由上千个单分散锥形碳管自组装成的球型聚集体，其颗粒尺寸范围为80~100 nm.CNHs锥形管的尖端呈帽檐结构(Cone-shaped closed caps)，锥角约为20°，由类似富勒烯曲面结构的五元环或七元环组成，如图1 a，b所示，管径约为2~5 nm，长度约为40~50 nm[1 ,6 -7 ] .根据边缘结构，CNHs可分为大丽花型碳纳米角(dahlia-like CNHs)和种子型碳纳米角(bud-like CNHs).在大丽花型碳纳米角边缘部分可观察到明显的锥形管状结构，但是在种子型表面几乎看不到锥形管结构.二者的结构示意图，如图2 所示. ...
... [
1 ]; (b) Single wall nanohorns
[31 ] ; (c) Core disordered graphene
[8 ] ; (d) Topological defects of nanohorns: Carbon five-membered rings and seven-membered rings
[2 ,6 ,7 ] Fig.1 ![]()
图2 大丽花型碳纳米角和种子型碳纳米角的TEM和HRTEM图像<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> TEM and HRTEM images of Dahlia carbon nanohorns (a, b) and TEM and HRTEM images of seed carbon nanohorns (c, d) <sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> Fig.2 ![]()
多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
... 碳材料的高压相变、结构和物性，一直是高压学科的研究热点之一[20 ] .在压力作用下碳原子成键的多样性和灵活性，可使其形成结构多样的同素异构体.从上世纪五十年代人工合成金刚石起[21 ] ，通过控制压力/温度条件来调控碳材料结构转变并合成出各种新型高压碳相，其力学性能、热稳定性甚至超过天然金刚石.这一直是科学界和产业界共同关注的热点[22 ] .碳材料之间不同分子或原子间距、原子排列方式，会产生不同的高压结构相变.例如，CNTs因其特殊的卷曲结构，在高压下碳管的形状和结构发生变化引起其性质的改变，例如电学性质由金属性向半导体性转变[23 ] .Wang等[24 ] 将CNTs冷压到约100 GPa，在75 GPa附近发现超硬新相并可保存至常压，其体弹模量和硬度均可与金刚石相比.这表明，该结构是不同于立方金刚石和六角金刚石的一种新型碳结构.CNHs是由上千个长度为40~50 nm的单壁锥形碳管自组装成的球型聚集体[1 ,7 ] ，锥形管尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构，富含相当数量的五元环/七元环拓扑缺陷[1 ,2 ] .研究CNHs的高压行为可丰富碳高压研究对象类型，使纯碳前驱体由完美晶格、有序结构、单一化向拓扑缺陷化、无序化、复合化的趋势过渡，有助于认识复杂纯碳前驱体在高压下的相变规律及结构特征.利用CNHs特殊的锥形管结构和丰富的拓扑缺陷特征，有望产生高压新现象，制备出性能可与天然金刚石相比的新型sp3 超硬相. ...
... [1 ,2 ].研究CNHs的高压行为可丰富碳高压研究对象类型，使纯碳前驱体由完美晶格、有序结构、单一化向拓扑缺陷化、无序化、复合化的趋势过渡，有助于认识复杂纯碳前驱体在高压下的相变规律及结构特征.利用CNHs特殊的锥形管结构和丰富的拓扑缺陷特征，有望产生高压新现象，制备出性能可与天然金刚石相比的新型sp3 超硬相. ...
... 1999年Iijima课题组[1 ] 用激光蒸发法在室温氩气气氛下用脉冲激光烧蚀法首次宏量合成大丽花型碳纳米角，产率可达10 g·h-1 .这种CO2 激光器的波长为10.6 μm，最大功率为5 kW，脉冲持续时长为10 ms，制备出的样品纯度为85~90%，直径约为80~100 nm.调节实验参数，使表面激光功率密度为20 kW·cm-2 ，开关脉冲时间为500 ms，在氩气气氛下可使大丽花型CNHs的纯度达到95%[33 ] .种子型 CNHs可在氦气和氮气混合气氛中形成，但是在氦气气氛下制备的CNHs尺寸为50 nm，与空气电弧放电产物的尺寸相当.在氮气气氛中可生成氮掺杂的大丽花型CNHs[34 ] .X射线光电子能谱(XPS)表明，氮原子的掺入形式为吡啶氮和石墨氮，可使氮原子含量达到1.7%. ...
Structure, properties, functionalization, and applications of carbon nanohorns
3
2016
... 1999年日本科学家Iijima[1 ] 用激光蒸发法制备出高纯度碳纳米角(Carbon nanohorns, 简称CNHs)颗粒.CNHs具有优异的物理化学特性，如导电性、热稳定性等特性[2 ~5 ] ，引起了人们的极大关注.将碳纳米管(Carbon nanotubes，简称CNTs)与石墨烯相比，CNHs的制备方法简单、无需催化剂、纯度和产量都很高，目前产业化生产每天的产量可达 Kg[5 ] . ...
... CNHs是由上千个单分散锥形碳管自组装成的球型聚集体，其颗粒尺寸范围为80~100 nm.CNHs锥形管的尖端呈帽檐结构(Cone-shaped closed caps)，锥角约为20°，由类似富勒烯曲面结构的五元环或七元环组成，如
图1 a，b所示，管径约为2~5 nm，长度约为40~50 nm
[1 ,6 -7 ] .根据边缘结构，CNHs可分为大丽花型碳纳米角(dahlia-like CNHs)和种子型碳纳米角(bud-like CNHs).在大丽花型碳纳米角边缘部分可观察到明显的锥形管状结构，但是在种子型表面几乎看不到锥形管结构.二者的结构示意图，如
图2 所示.
图1 CNHs的基本结构 CNHs basic structure (a) Dahlia CNHs schematic diagram<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R1">1</xref>]</sup>; (b) Single wall nanohorns<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R31">31</xref>]</sup>; (c) Core disordered graphene<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R8">8</xref>]</sup>; (d) Topological defects of nanohorns: Carbon five-membered rings and seven-membered rings<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="R6">6</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="R7">7</xref>]</sup> Fig.1 ![]()
图2 大丽花型碳纳米角和种子型碳纳米角的TEM和HRTEM图像<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> TEM and HRTEM images of Dahlia carbon nanohorns (a, b) and TEM and HRTEM images of seed carbon nanohorns (c, d) <sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> Fig.2 ![]()
多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
... 碳材料的高压相变、结构和物性，一直是高压学科的研究热点之一[20 ] .在压力作用下碳原子成键的多样性和灵活性，可使其形成结构多样的同素异构体.从上世纪五十年代人工合成金刚石起[21 ] ，通过控制压力/温度条件来调控碳材料结构转变并合成出各种新型高压碳相，其力学性能、热稳定性甚至超过天然金刚石.这一直是科学界和产业界共同关注的热点[22 ] .碳材料之间不同分子或原子间距、原子排列方式，会产生不同的高压结构相变.例如，CNTs因其特殊的卷曲结构，在高压下碳管的形状和结构发生变化引起其性质的改变，例如电学性质由金属性向半导体性转变[23 ] .Wang等[24 ] 将CNTs冷压到约100 GPa，在75 GPa附近发现超硬新相并可保存至常压，其体弹模量和硬度均可与金刚石相比.这表明，该结构是不同于立方金刚石和六角金刚石的一种新型碳结构.CNHs是由上千个长度为40~50 nm的单壁锥形碳管自组装成的球型聚集体[1 ,7 ] ，锥形管尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构，富含相当数量的五元环/七元环拓扑缺陷[1 ,2 ] .研究CNHs的高压行为可丰富碳高压研究对象类型，使纯碳前驱体由完美晶格、有序结构、单一化向拓扑缺陷化、无序化、复合化的趋势过渡，有助于认识复杂纯碳前驱体在高压下的相变规律及结构特征.利用CNHs特殊的锥形管结构和丰富的拓扑缺陷特征，有望产生高压新现象，制备出性能可与天然金刚石相比的新型sp3 超硬相. ...
Review-single-walled carbon nanohorn-based dye-sensitized solar cells
0
2017
Single-walled carbon nanohorns for energy applications
0
2015
Large-scale production of single-wall carbon nanohorns with high purity
5
2008
... 1999年日本科学家Iijima[1 ] 用激光蒸发法制备出高纯度碳纳米角(Carbon nanohorns, 简称CNHs)颗粒.CNHs具有优异的物理化学特性，如导电性、热稳定性等特性[2 ~5 ] ，引起了人们的极大关注.将碳纳米管(Carbon nanotubes，简称CNTs)与石墨烯相比，CNHs的制备方法简单、无需催化剂、纯度和产量都很高，目前产业化生产每天的产量可达 Kg[5 ] . ...
... [5 ]. ...
... 随着研究的深入，Iijima和Yudasaka课题组[5 ] 开发出用激光烧蚀法实现商业化大规模生产CNHs的工艺.他们开发出一个三室系统，包括分离目标水库、激光烧蚀室和收集室，其装置的示意图如图4 所示.使用旋转圆柱形石墨靶(目标转速为1-3 RPM)和优化后的激光功率密度(15~30 kW·cm-2 )，能制备出纯度为92%~95%的大丽花型CNHs，每天的产量高达千克量级，是单一系统的100倍.目前，这项技术已被日本NEC公司用于商业化大规模生产. ...
... [
5 ]
Laser combustion three - chamber separation system<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R5">5</xref>]</sup> Fig.4 ![]()
<strong>2.2 </strong>电弧放电法 在空气气氛下使用脉冲电弧放电法(Pulsed arc-discharge)第一次成功制备出高纯度电弧CNHs颗粒[35 ] ，其直径约为50 nm.电弧放电前，预先将石墨棒加热到1000℃可显著提高样品的纯度.在空气和氩气负压(＜1 atm)气氛中用直流电弧放电法(DC arc-discharge)制备出低纯度大颗粒CNHs[36 ] 后，人们又用交流电弧放电法(AC arc-discharge)进一步提高样品的纯度[37 ] .浸入式电弧放电法，已被证实有大规模生产CNHs的潜力.蒸发浸入的液体或直接在液体中通入气体，可形成浸入式电弧放电区域所需的缓冲气体.人们尝试在液氮环境下用直流电弧放电法制备氮原子掺杂的CNHs，产率为17 g·h-1[38 ] .Sano等[39 ] 用在水中通入氮气的直流电弧放电法(Gas injected arc-in-water，简称GI-AIW)制备出高产量和高纯度的CNHs，其装置的示意图如图5 所示.进一步改进实验方案，将氩气或氮气通过阴极石墨棒的孔洞直接注入电弧放电区域，可使产率有很大的提高.用这种方法制备的CNHs颗粒，其尺寸约为50 nm. ...
... [
5 ]
Fig.4 ![]()
<strong>2.2 </strong>电弧放电法 在空气气氛下使用脉冲电弧放电法(Pulsed arc-discharge)第一次成功制备出高纯度电弧CNHs颗粒[35 ] ，其直径约为50 nm.电弧放电前，预先将石墨棒加热到1000℃可显著提高样品的纯度.在空气和氩气负压(＜1 atm)气氛中用直流电弧放电法(DC arc-discharge)制备出低纯度大颗粒CNHs[36 ] 后，人们又用交流电弧放电法(AC arc-discharge)进一步提高样品的纯度[37 ] .浸入式电弧放电法，已被证实有大规模生产CNHs的潜力.蒸发浸入的液体或直接在液体中通入气体，可形成浸入式电弧放电区域所需的缓冲气体.人们尝试在液氮环境下用直流电弧放电法制备氮原子掺杂的CNHs，产率为17 g·h-1[38 ] .Sano等[39 ] 用在水中通入氮气的直流电弧放电法(Gas injected arc-in-water，简称GI-AIW)制备出高产量和高纯度的CNHs，其装置的示意图如图5 所示.进一步改进实验方案，将氩气或氮气通过阴极石墨棒的孔洞直接注入电弧放电区域，可使产率有很大的提高.用这种方法制备的CNHs颗粒，其尺寸约为50 nm. ...
Nanoporous graphene/single wall carbon nanohorn heterostructures with enhanced capacitance
4
2015
... 不同于石墨烯、CNTs、富勒烯等碳材料，CNHs具有独特的结构特征：1)在CNHs的尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构；2)CNHs的单壁锥形碳管类似碳纳米管的管状结构；3)CNHs的芯部为短程无序的石墨烯片层结构[6 ~8 ] .这种结构使其具有特殊的物理化学性质，如导电性质[9 ] 、纳米力学性质[10 ] 、电磁特性[11 ] 等，已经在催化、储能、吸附、纳米药物运输等领域表现出极大的应用潜力[12 ~15 ] .Kaneko等[11 ] 发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
... CNHs是由上千个单分散锥形碳管自组装成的球型聚集体，其颗粒尺寸范围为80~100 nm.CNHs锥形管的尖端呈帽檐结构(Cone-shaped closed caps)，锥角约为20°，由类似富勒烯曲面结构的五元环或七元环组成，如图1 a，b所示，管径约为2~5 nm，长度约为40~50 nm[1 ,6 -7 ] .根据边缘结构，CNHs可分为大丽花型碳纳米角(dahlia-like CNHs)和种子型碳纳米角(bud-like CNHs).在大丽花型碳纳米角边缘部分可观察到明显的锥形管状结构，但是在种子型表面几乎看不到锥形管结构.二者的结构示意图，如图2 所示. ...
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Fig.1 ![]()
图2 大丽花型碳纳米角和种子型碳纳米角的TEM和HRTEM图像<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> TEM and HRTEM images of Dahlia carbon nanohorns (a, b) and TEM and HRTEM images of seed carbon nanohorns (c, d) <sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> Fig.2 ![]()
多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
... Khatua等[51 ] 研究了以CNHs与石墨烯混合物为电极的电容器的性能.将CNHs、石墨烯和十六烷基三甲基溴化铵混合、超声和搅拌，制备成电极材料.在5 mV·s-1 的扫描速率下，其比电容为677 F·g-1 .其原因是：导电石墨烯纳米板和CNHs之间有较强的π-π堆积相互作用；石墨烯均匀涂覆在CNHs表面有利于离子的转移而减小了离子的扩散路径；导电的CNHs和石墨烯纳米板形成了一个强大的导电网络，使混合物的电容性提高.Tao课题组[6 ] 首次报道了用水热法合成纳米多孔石墨烯和碳纳米角(G/CNHs)的混合材料，其中石墨烯起支架作用，CNHs可有效阻止石墨烯纳米片的面对面堆叠，从而显著增大了材料的比表面积而使电容性能提高. ...
Positive pressure assisted-arc discharge synthesis of single-walled carbon nanohorns
4
2016
... CNHs是由上千个单分散锥形碳管自组装成的球型聚集体，其颗粒尺寸范围为80~100 nm.CNHs锥形管的尖端呈帽檐结构(Cone-shaped closed caps)，锥角约为20°，由类似富勒烯曲面结构的五元环或七元环组成，如图1 a，b所示，管径约为2~5 nm，长度约为40~50 nm[1 ,6 -7 ] .根据边缘结构，CNHs可分为大丽花型碳纳米角(dahlia-like CNHs)和种子型碳纳米角(bud-like CNHs).在大丽花型碳纳米角边缘部分可观察到明显的锥形管状结构，但是在种子型表面几乎看不到锥形管结构.二者的结构示意图，如图2 所示. ...
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7 ]
Fig.1 ![]()
图2 大丽花型碳纳米角和种子型碳纳米角的TEM和HRTEM图像<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> TEM and HRTEM images of Dahlia carbon nanohorns (a, b) and TEM and HRTEM images of seed carbon nanohorns (c, d) <sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> Fig.2 ![]()
多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
... 碳材料的高压相变、结构和物性，一直是高压学科的研究热点之一[20 ] .在压力作用下碳原子成键的多样性和灵活性，可使其形成结构多样的同素异构体.从上世纪五十年代人工合成金刚石起[21 ] ，通过控制压力/温度条件来调控碳材料结构转变并合成出各种新型高压碳相，其力学性能、热稳定性甚至超过天然金刚石.这一直是科学界和产业界共同关注的热点[22 ] .碳材料之间不同分子或原子间距、原子排列方式，会产生不同的高压结构相变.例如，CNTs因其特殊的卷曲结构，在高压下碳管的形状和结构发生变化引起其性质的改变，例如电学性质由金属性向半导体性转变[23 ] .Wang等[24 ] 将CNTs冷压到约100 GPa，在75 GPa附近发现超硬新相并可保存至常压，其体弹模量和硬度均可与金刚石相比.这表明，该结构是不同于立方金刚石和六角金刚石的一种新型碳结构.CNHs是由上千个长度为40~50 nm的单壁锥形碳管自组装成的球型聚集体[1 ,7 ] ，锥形管尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构，富含相当数量的五元环/七元环拓扑缺陷[1 ,2 ] .研究CNHs的高压行为可丰富碳高压研究对象类型，使纯碳前驱体由完美晶格、有序结构、单一化向拓扑缺陷化、无序化、复合化的趋势过渡，有助于认识复杂纯碳前驱体在高压下的相变规律及结构特征.利用CNHs特殊的锥形管结构和丰富的拓扑缺陷特征，有望产生高压新现象，制备出性能可与天然金刚石相比的新型sp3 超硬相. ...
... Song等[7 ] 首次用正压(2-3 atm)电弧放电法制备高产量、高纯度和低成本的CNHs，每天产率可达千克量级，颗粒尺寸约为90 nm.用正压电弧放电制备CNHs的生长机制，主要依赖电弧放电过程中产生的碳簇的浓度而不是电弧炉内温度场的分布.在此基础上，以先制备的CNHs为石墨阳极填充物，通过正压二次电弧放电法成功合成大尺寸的CNHs颗粒，简称超大CNHs颗粒(oversized CNHs)，平均尺寸为200 nm，最大尺寸可达400 nm. ...
What is inside carbon nanohorn aggregates
3
2011
... 不同于石墨烯、CNTs、富勒烯等碳材料，CNHs具有独特的结构特征：1)在CNHs的尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构；2)CNHs的单壁锥形碳管类似碳纳米管的管状结构；3)CNHs的芯部为短程无序的石墨烯片层结构[6 ~8 ] .这种结构使其具有特殊的物理化学性质，如导电性质[9 ] 、纳米力学性质[10 ] 、电磁特性[11 ] 等，已经在催化、储能、吸附、纳米药物运输等领域表现出极大的应用潜力[12 ~15 ] .Kaneko等[11 ] 发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
... CNHs是由上千个单分散锥形碳管自组装成的球型聚集体，其颗粒尺寸范围为80~100 nm.CNHs锥形管的尖端呈帽檐结构(Cone-shaped closed caps)，锥角约为20°，由类似富勒烯曲面结构的五元环或七元环组成，如
图1 a，b所示，管径约为2~5 nm，长度约为40~50 nm
[1 ,6 -7 ] .根据边缘结构，CNHs可分为大丽花型碳纳米角(dahlia-like CNHs)和种子型碳纳米角(bud-like CNHs).在大丽花型碳纳米角边缘部分可观察到明显的锥形管状结构，但是在种子型表面几乎看不到锥形管结构.二者的结构示意图，如
图2 所示.
图1 CNHs的基本结构 CNHs basic structure (a) Dahlia CNHs schematic diagram<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R1">1</xref>]</sup>; (b) Single wall nanohorns<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R31">31</xref>]</sup>; (c) Core disordered graphene<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R8">8</xref>]</sup>; (d) Topological defects of nanohorns: Carbon five-membered rings and seven-membered rings<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="R6">6</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="R7">7</xref>]</sup> Fig.1 ![]()
图2 大丽花型碳纳米角和种子型碳纳米角的TEM和HRTEM图像<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> TEM and HRTEM images of Dahlia carbon nanohorns (a, b) and TEM and HRTEM images of seed carbon nanohorns (c, d) <sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> Fig.2 ![]()
多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
... 多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
Irreversible and reversible structural deformation and electromechanical behavior of carbon nanohorns probed by conductive AFM
2
2011
... 不同于石墨烯、CNTs、富勒烯等碳材料，CNHs具有独特的结构特征：1)在CNHs的尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构；2)CNHs的单壁锥形碳管类似碳纳米管的管状结构；3)CNHs的芯部为短程无序的石墨烯片层结构[6 ~8 ] .这种结构使其具有特殊的物理化学性质，如导电性质[9 ] 、纳米力学性质[10 ] 、电磁特性[11 ] 等，已经在催化、储能、吸附、纳米药物运输等领域表现出极大的应用潜力[12 ~15 ] .Kaneko等[11 ] 发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
... 多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
Probing the mechanical properties of carbon nanohorns subjected to uniaxial compression and hydrostatic pressure
1
2017
... 不同于石墨烯、CNTs、富勒烯等碳材料，CNHs具有独特的结构特征：1)在CNHs的尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构；2)CNHs的单壁锥形碳管类似碳纳米管的管状结构；3)CNHs的芯部为短程无序的石墨烯片层结构[6 ~8 ] .这种结构使其具有特殊的物理化学性质，如导电性质[9 ] 、纳米力学性质[10 ] 、电磁特性[11 ] 等，已经在催化、储能、吸附、纳米药物运输等领域表现出极大的应用潜力[12 ~15 ] .Kaneko等[11 ] 发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
Electronic properties of carbon nanohorns studied by ESR
2
2000
... 不同于石墨烯、CNTs、富勒烯等碳材料，CNHs具有独特的结构特征：1)在CNHs的尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构；2)CNHs的单壁锥形碳管类似碳纳米管的管状结构；3)CNHs的芯部为短程无序的石墨烯片层结构[6 ~8 ] .这种结构使其具有特殊的物理化学性质，如导电性质[9 ] 、纳米力学性质[10 ] 、电磁特性[11 ] 等，已经在催化、储能、吸附、纳米药物运输等领域表现出极大的应用潜力[12 ~15 ] .Kaneko等[11 ] 发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
... [11 ]发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
Single-wall nanostructured carbon for methane storage
1
2003
... 不同于石墨烯、CNTs、富勒烯等碳材料，CNHs具有独特的结构特征：1)在CNHs的尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构；2)CNHs的单壁锥形碳管类似碳纳米管的管状结构；3)CNHs的芯部为短程无序的石墨烯片层结构[6 ~8 ] .这种结构使其具有特殊的物理化学性质，如导电性质[9 ] 、纳米力学性质[10 ] 、电磁特性[11 ] 等，已经在催化、储能、吸附、纳米药物运输等领域表现出极大的应用潜力[12 ~15 ] .Kaneko等[11 ] 发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
Binary nanomaterials based on nanocarbons: a case for probing carbon nanohorns biorecognition properties
0
2003
A robust fuel cell cathode catalyst assembled with nitrogen-doped carbon nanohorn and platinum nanoclusters
0
2012
Carbon-nanohorn-reinforced polymer matrix composites: synergetic benefits in mechanical properties
1
2015
... 不同于石墨烯、CNTs、富勒烯等碳材料，CNHs具有独特的结构特征：1)在CNHs的尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构；2)CNHs的单壁锥形碳管类似碳纳米管的管状结构；3)CNHs的芯部为短程无序的石墨烯片层结构[6 ~8 ] .这种结构使其具有特殊的物理化学性质，如导电性质[9 ] 、纳米力学性质[10 ] 、电磁特性[11 ] 等，已经在催化、储能、吸附、纳米药物运输等领域表现出极大的应用潜力[12 ~15 ] .Kaneko等[11 ] 发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
Effect of the size and position of ion-accessible nanoholes on the specific capacitance of single-walled carbon nanohorns for supercapacitor applications
1
2015
... 不同于石墨烯、CNTs、富勒烯等碳材料，CNHs具有独特的结构特征：1)在CNHs的尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构；2)CNHs的单壁锥形碳管类似碳纳米管的管状结构；3)CNHs的芯部为短程无序的石墨烯片层结构[6 ~8 ] .这种结构使其具有特殊的物理化学性质，如导电性质[9 ] 、纳米力学性质[10 ] 、电磁特性[11 ] 等，已经在催化、储能、吸附、纳米药物运输等领域表现出极大的应用潜力[12 ~15 ] .Kaneko等[11 ] 发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
One-Step synthesis of Pt-supported carbon nanohorns for fuel cell electrode by arc plasma in liquid nitrogen
1
2006
... 不同于石墨烯、CNTs、富勒烯等碳材料，CNHs具有独特的结构特征：1)在CNHs的尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构；2)CNHs的单壁锥形碳管类似碳纳米管的管状结构；3)CNHs的芯部为短程无序的石墨烯片层结构[6 ~8 ] .这种结构使其具有特殊的物理化学性质，如导电性质[9 ] 、纳米力学性质[10 ] 、电磁特性[11 ] 等，已经在催化、储能、吸附、纳米药物运输等领域表现出极大的应用潜力[12 ~15 ] .Kaneko等[11 ] 发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
Single-step synthesis and characterization of single-walled carbon nanohorns hybridized with Pd nanoparticles using N2 gas-injected arc-in-water method
1
2011
... 不同于石墨烯、CNTs、富勒烯等碳材料，CNHs具有独特的结构特征：1)在CNHs的尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构；2)CNHs的单壁锥形碳管类似碳纳米管的管状结构；3)CNHs的芯部为短程无序的石墨烯片层结构[6 ~8 ] .这种结构使其具有特殊的物理化学性质，如导电性质[9 ] 、纳米力学性质[10 ] 、电磁特性[11 ] 等，已经在催化、储能、吸附、纳米药物运输等领域表现出极大的应用潜力[12 ~15 ] .Kaneko等[11 ] 发现，限域在CNHs中的KI晶体在常压下呈现出5 GPa高压下的相结构，而CNTs没有这样的限域效应；Kosaka等[16 ] 制备出大孔隙率的开口CNHs，实现了Pt 纳米粒子的高负载率，提高了甲醇燃料电池的催化效率；Sano等[17 -18 ] 报道了Pt和Pd金属粒子的有效负载制备，改变金属/石墨阳极混合浓度进而调控放电产物的尺寸，可使最终的金属粒子尺寸达到5~6 nm.用此方法制备的Pd-Ni@CNHs纳米复合材料，具有优异的高压氢吸附特性.近二十年来，人们还用异质原子掺杂、化学功能化修饰等方法扩展CNHs的物理化学性质，使其可应用在能源转化、生物载药和催化剂载体等领域. ...
Optimization of pore-opening condition in single-walled carbon nanohorns to achieve high capacity in double layer capacitor at high charge-discharge rate: Critical effect of their hierarchical pore structures
1
2019
... 多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
Materials discovery at high pressures
1
2017
... 碳材料的高压相变、结构和物性，一直是高压学科的研究热点之一[20 ] .在压力作用下碳原子成键的多样性和灵活性，可使其形成结构多样的同素异构体.从上世纪五十年代人工合成金刚石起[21 ] ，通过控制压力/温度条件来调控碳材料结构转变并合成出各种新型高压碳相，其力学性能、热稳定性甚至超过天然金刚石.这一直是科学界和产业界共同关注的热点[22 ] .碳材料之间不同分子或原子间距、原子排列方式，会产生不同的高压结构相变.例如，CNTs因其特殊的卷曲结构，在高压下碳管的形状和结构发生变化引起其性质的改变，例如电学性质由金属性向半导体性转变[23 ] .Wang等[24 ] 将CNTs冷压到约100 GPa，在75 GPa附近发现超硬新相并可保存至常压，其体弹模量和硬度均可与金刚石相比.这表明，该结构是不同于立方金刚石和六角金刚石的一种新型碳结构.CNHs是由上千个长度为40~50 nm的单壁锥形碳管自组装成的球型聚集体[1 ,7 ] ，锥形管尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构，富含相当数量的五元环/七元环拓扑缺陷[1 ,2 ] .研究CNHs的高压行为可丰富碳高压研究对象类型，使纯碳前驱体由完美晶格、有序结构、单一化向拓扑缺陷化、无序化、复合化的趋势过渡，有助于认识复杂纯碳前驱体在高压下的相变规律及结构特征.利用CNHs特殊的锥形管结构和丰富的拓扑缺陷特征，有望产生高压新现象，制备出性能可与天然金刚石相比的新型sp3 超硬相. ...
Man-made diamonds
1
1955
... 碳材料的高压相变、结构和物性，一直是高压学科的研究热点之一[20 ] .在压力作用下碳原子成键的多样性和灵活性，可使其形成结构多样的同素异构体.从上世纪五十年代人工合成金刚石起[21 ] ，通过控制压力/温度条件来调控碳材料结构转变并合成出各种新型高压碳相，其力学性能、热稳定性甚至超过天然金刚石.这一直是科学界和产业界共同关注的热点[22 ] .碳材料之间不同分子或原子间距、原子排列方式，会产生不同的高压结构相变.例如，CNTs因其特殊的卷曲结构，在高压下碳管的形状和结构发生变化引起其性质的改变，例如电学性质由金属性向半导体性转变[23 ] .Wang等[24 ] 将CNTs冷压到约100 GPa，在75 GPa附近发现超硬新相并可保存至常压，其体弹模量和硬度均可与金刚石相比.这表明，该结构是不同于立方金刚石和六角金刚石的一种新型碳结构.CNHs是由上千个长度为40~50 nm的单壁锥形碳管自组装成的球型聚集体[1 ,7 ] ，锥形管尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构，富含相当数量的五元环/七元环拓扑缺陷[1 ,2 ] .研究CNHs的高压行为可丰富碳高压研究对象类型，使纯碳前驱体由完美晶格、有序结构、单一化向拓扑缺陷化、无序化、复合化的趋势过渡，有助于认识复杂纯碳前驱体在高压下的相变规律及结构特征.利用CNHs特殊的锥形管结构和丰富的拓扑缺陷特征，有望产生高压新现象，制备出性能可与天然金刚石相比的新型sp3 超硬相. ...
Nanotwinned diamond with unprecedented hardness and stability
1
2014
... 碳材料的高压相变、结构和物性，一直是高压学科的研究热点之一[20 ] .在压力作用下碳原子成键的多样性和灵活性，可使其形成结构多样的同素异构体.从上世纪五十年代人工合成金刚石起[21 ] ，通过控制压力/温度条件来调控碳材料结构转变并合成出各种新型高压碳相，其力学性能、热稳定性甚至超过天然金刚石.这一直是科学界和产业界共同关注的热点[22 ] .碳材料之间不同分子或原子间距、原子排列方式，会产生不同的高压结构相变.例如，CNTs因其特殊的卷曲结构，在高压下碳管的形状和结构发生变化引起其性质的改变，例如电学性质由金属性向半导体性转变[23 ] .Wang等[24 ] 将CNTs冷压到约100 GPa，在75 GPa附近发现超硬新相并可保存至常压，其体弹模量和硬度均可与金刚石相比.这表明，该结构是不同于立方金刚石和六角金刚石的一种新型碳结构.CNHs是由上千个长度为40~50 nm的单壁锥形碳管自组装成的球型聚集体[1 ,7 ] ，锥形管尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构，富含相当数量的五元环/七元环拓扑缺陷[1 ,2 ] .研究CNHs的高压行为可丰富碳高压研究对象类型，使纯碳前驱体由完美晶格、有序结构、单一化向拓扑缺陷化、无序化、复合化的趋势过渡，有助于认识复杂纯碳前驱体在高压下的相变规律及结构特征.利用CNHs特殊的锥形管结构和丰富的拓扑缺陷特征，有望产生高压新现象，制备出性能可与天然金刚石相比的新型sp3 超硬相. ...
Metal-to-semiconductor transition in squashed armchair carbon nanotubes
1
2003
... 碳材料的高压相变、结构和物性，一直是高压学科的研究热点之一[20 ] .在压力作用下碳原子成键的多样性和灵活性，可使其形成结构多样的同素异构体.从上世纪五十年代人工合成金刚石起[21 ] ，通过控制压力/温度条件来调控碳材料结构转变并合成出各种新型高压碳相，其力学性能、热稳定性甚至超过天然金刚石.这一直是科学界和产业界共同关注的热点[22 ] .碳材料之间不同分子或原子间距、原子排列方式，会产生不同的高压结构相变.例如，CNTs因其特殊的卷曲结构，在高压下碳管的形状和结构发生变化引起其性质的改变，例如电学性质由金属性向半导体性转变[23 ] .Wang等[24 ] 将CNTs冷压到约100 GPa，在75 GPa附近发现超硬新相并可保存至常压，其体弹模量和硬度均可与金刚石相比.这表明，该结构是不同于立方金刚石和六角金刚石的一种新型碳结构.CNHs是由上千个长度为40~50 nm的单壁锥形碳管自组装成的球型聚集体[1 ,7 ] ，锥形管尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构，富含相当数量的五元环/七元环拓扑缺陷[1 ,2 ] .研究CNHs的高压行为可丰富碳高压研究对象类型，使纯碳前驱体由完美晶格、有序结构、单一化向拓扑缺陷化、无序化、复合化的趋势过渡，有助于认识复杂纯碳前驱体在高压下的相变规律及结构特征.利用CNHs特殊的锥形管结构和丰富的拓扑缺陷特征，有望产生高压新现象，制备出性能可与天然金刚石相比的新型sp3 超硬相. ...
A quenchable superhard carbon phase synthesized by cold compression of carbon nanotubes
1
2004
... 碳材料的高压相变、结构和物性，一直是高压学科的研究热点之一[20 ] .在压力作用下碳原子成键的多样性和灵活性，可使其形成结构多样的同素异构体.从上世纪五十年代人工合成金刚石起[21 ] ，通过控制压力/温度条件来调控碳材料结构转变并合成出各种新型高压碳相，其力学性能、热稳定性甚至超过天然金刚石.这一直是科学界和产业界共同关注的热点[22 ] .碳材料之间不同分子或原子间距、原子排列方式，会产生不同的高压结构相变.例如，CNTs因其特殊的卷曲结构，在高压下碳管的形状和结构发生变化引起其性质的改变，例如电学性质由金属性向半导体性转变[23 ] .Wang等[24 ] 将CNTs冷压到约100 GPa，在75 GPa附近发现超硬新相并可保存至常压，其体弹模量和硬度均可与金刚石相比.这表明，该结构是不同于立方金刚石和六角金刚石的一种新型碳结构.CNHs是由上千个长度为40~50 nm的单壁锥形碳管自组装成的球型聚集体[1 ,7 ] ，锥形管尖端和管壁分布着类似富勒烯的曲面结构，富含相当数量的五元环/七元环拓扑缺陷[1 ,2 ] .研究CNHs的高压行为可丰富碳高压研究对象类型，使纯碳前驱体由完美晶格、有序结构、单一化向拓扑缺陷化、无序化、复合化的趋势过渡，有助于认识复杂纯碳前驱体在高压下的相变规律及结构特征.利用CNHs特殊的锥形管结构和丰富的拓扑缺陷特征，有望产生高压新现象，制备出性能可与天然金刚石相比的新型sp3 超硬相. ...
A quenchable superhard carbon phase synthesized by cold compression of carbon nanotubes
1
2004
... 近年来Song等使用金刚石对顶砧(DAC)高压装置，已经在常温40 GPa高压下测试了原始CNHs.原位拉曼光谱和原位同步辐射XRD研究结果表明，在大约35 Gpa的高压下部分碳键从sp2 向sp3 转化[25 ] ，并且在垫片边缘的金刚石砧面上发现了细微划痕，如图3 b所示，表明生成了硬度可与金刚石相比的超硬相.但是这种超硬相是亚稳相，在常压下不能保持.同时，CNHs是由锥形管层层聚集而成的球型颗粒，高压下拓扑缺陷不易压塌，且易于与邻近碳锥形管的碳原子重新组合形成新相.综合评价和分析推测，具有特殊原子结构排列的原始CNHs有望作为高压前驱体在100 GPa高压下发生新高压相结构转变，甚至生成其性能可比于天然金刚石的新型超硬相.在此基础上Song等[26 ] 研究了包覆在CNHs内纳米硫的高压行为，发现在初始相变阶段填充态硫(等温体弹模量K 0 =24.8 GPa)比块体硫的体弹模量(K 0 =14.5 GPa)提高了约70%，说明CNHs对硫的结构转变具有较高的约束能力.同时还发现，CNHs可提高硫在高压相变时的热稳定性，表现出不同于CNTs的特殊限域效应. ...
Pressure and photoinduced phase transitions of elemental sulfur confined by open-end single-wall carbon nanohorns
1
2018
... 近年来Song等使用金刚石对顶砧(DAC)高压装置，已经在常温40 GPa高压下测试了原始CNHs.原位拉曼光谱和原位同步辐射XRD研究结果表明，在大约35 Gpa的高压下部分碳键从sp2 向sp3 转化[25 ] ，并且在垫片边缘的金刚石砧面上发现了细微划痕，如图3 b所示，表明生成了硬度可与金刚石相比的超硬相.但是这种超硬相是亚稳相，在常压下不能保持.同时，CNHs是由锥形管层层聚集而成的球型颗粒，高压下拓扑缺陷不易压塌，且易于与邻近碳锥形管的碳原子重新组合形成新相.综合评价和分析推测，具有特殊原子结构排列的原始CNHs有望作为高压前驱体在100 GPa高压下发生新高压相结构转变，甚至生成其性能可比于天然金刚石的新型超硬相.在此基础上Song等[26 ] 研究了包覆在CNHs内纳米硫的高压行为，发现在初始相变阶段填充态硫(等温体弹模量K 0 =24.8 GPa)比块体硫的体弹模量(K 0 =14.5 GPa)提高了约70%，说明CNHs对硫的结构转变具有较高的约束能力.同时还发现，CNHs可提高硫在高压相变时的热稳定性，表现出不同于CNTs的特殊限域效应. ...
Fullerene attachment to sharp-angle nanocones mediated by covalent oxygen bridging
1
2013
... 与CNTs和石墨烯相比，CNHs的制备工艺简单、成本低、产率高、无需催化剂和可商业化生产.目前CNHs合成方法的原理，是在一定气氛下蒸发碳棒，使碳簇重新形核长大，高速冷却生成CNHs颗粒.分析结果表明，制备出的CNHs样品的纯度很高，副产物只占5%~15% [27 ] .副产物主要为无定型碳、微型石墨颗粒和巨型石墨球颗粒(Giant balls)，其类型取决于CNHs的合成方法和条件，有些副产物如巨型石墨球颗粒可通过预热碳棒消除[28 ] ；也可在空气中氧化热处理或用强酸氧化处理，使CNHs的纯度提高[29 ] .研究表明，CNHs尖端和管壁卷曲部位的化学活性较高.可通过热退火使CNHs卷曲部位开口，减少拓扑缺陷的数量[29 ~31 ] .例如，CNHs在空气中氧化退火温度达到450℃时CNHs尖端位置开口，拓扑缺陷数量减少[29 ,30 ] ；CNHs在空气中氧化退火温度达到500℃时CNHs管壁位置的拓扑缺陷也减少[31 ] ；Yudasaka课题组[32 ] 的研究结果表明，开口的CNHs在高温惰性气氛下会重新闭合，使拓扑缺陷的数量比原始CNHs有所减少.CNHs的合成方法可分为三大类：电弧放电法、CO2 激光蒸发法、焦耳(Joule)加热法. ...
Origin of giant graphite balls produced together with carbon nanohorns prepared by pulsed arc-discharge and a method for their removal
1
2008
... 与CNTs和石墨烯相比，CNHs的制备工艺简单、成本低、产率高、无需催化剂和可商业化生产.目前CNHs合成方法的原理，是在一定气氛下蒸发碳棒，使碳簇重新形核长大，高速冷却生成CNHs颗粒.分析结果表明，制备出的CNHs样品的纯度很高，副产物只占5%~15% [27 ] .副产物主要为无定型碳、微型石墨颗粒和巨型石墨球颗粒(Giant balls)，其类型取决于CNHs的合成方法和条件，有些副产物如巨型石墨球颗粒可通过预热碳棒消除[28 ] ；也可在空气中氧化热处理或用强酸氧化处理，使CNHs的纯度提高[29 ] .研究表明，CNHs尖端和管壁卷曲部位的化学活性较高.可通过热退火使CNHs卷曲部位开口，减少拓扑缺陷的数量[29 ~31 ] .例如，CNHs在空气中氧化退火温度达到450℃时CNHs尖端位置开口，拓扑缺陷数量减少[29 ,30 ] ；CNHs在空气中氧化退火温度达到500℃时CNHs管壁位置的拓扑缺陷也减少[31 ] ；Yudasaka课题组[32 ] 的研究结果表明，开口的CNHs在高温惰性气氛下会重新闭合，使拓扑缺陷的数量比原始CNHs有所减少.CNHs的合成方法可分为三大类：电弧放电法、CO2 激光蒸发法、焦耳(Joule)加热法. ...
Nanowindow-regulated specific capacitance of supercapacitor electrodes of single-wall carbon nanohorns
3
2007
... 与CNTs和石墨烯相比，CNHs的制备工艺简单、成本低、产率高、无需催化剂和可商业化生产.目前CNHs合成方法的原理，是在一定气氛下蒸发碳棒，使碳簇重新形核长大，高速冷却生成CNHs颗粒.分析结果表明，制备出的CNHs样品的纯度很高，副产物只占5%~15% [27 ] .副产物主要为无定型碳、微型石墨颗粒和巨型石墨球颗粒(Giant balls)，其类型取决于CNHs的合成方法和条件，有些副产物如巨型石墨球颗粒可通过预热碳棒消除[28 ] ；也可在空气中氧化热处理或用强酸氧化处理，使CNHs的纯度提高[29 ] .研究表明，CNHs尖端和管壁卷曲部位的化学活性较高.可通过热退火使CNHs卷曲部位开口，减少拓扑缺陷的数量[29 ~31 ] .例如，CNHs在空气中氧化退火温度达到450℃时CNHs尖端位置开口，拓扑缺陷数量减少[29 ,30 ] ；CNHs在空气中氧化退火温度达到500℃时CNHs管壁位置的拓扑缺陷也减少[31 ] ；Yudasaka课题组[32 ] 的研究结果表明，开口的CNHs在高温惰性气氛下会重新闭合，使拓扑缺陷的数量比原始CNHs有所减少.CNHs的合成方法可分为三大类：电弧放电法、CO2 激光蒸发法、焦耳(Joule)加热法. ...
... [29 ~31 ].例如，CNHs在空气中氧化退火温度达到450℃时CNHs尖端位置开口，拓扑缺陷数量减少[29 ,30 ] ；CNHs在空气中氧化退火温度达到500℃时CNHs管壁位置的拓扑缺陷也减少[31 ] ；Yudasaka课题组[32 ] 的研究结果表明，开口的CNHs在高温惰性气氛下会重新闭合，使拓扑缺陷的数量比原始CNHs有所减少.CNHs的合成方法可分为三大类：电弧放电法、CO2 激光蒸发法、焦耳(Joule)加热法. ...
... [29 ,30 ]；CNHs在空气中氧化退火温度达到500℃时CNHs管壁位置的拓扑缺陷也减少[31 ] ；Yudasaka课题组[32 ] 的研究结果表明，开口的CNHs在高温惰性气氛下会重新闭合，使拓扑缺陷的数量比原始CNHs有所减少.CNHs的合成方法可分为三大类：电弧放电法、CO2 激光蒸发法、焦耳(Joule)加热法. ...
Thermal-treatment-induced enhancement in effective surface area of single-walled carbon nanohorns for supercapacitor application
1
2013
... 与CNTs和石墨烯相比，CNHs的制备工艺简单、成本低、产率高、无需催化剂和可商业化生产.目前CNHs合成方法的原理，是在一定气氛下蒸发碳棒，使碳簇重新形核长大，高速冷却生成CNHs颗粒.分析结果表明，制备出的CNHs样品的纯度很高，副产物只占5%~15% [27 ] .副产物主要为无定型碳、微型石墨颗粒和巨型石墨球颗粒(Giant balls)，其类型取决于CNHs的合成方法和条件，有些副产物如巨型石墨球颗粒可通过预热碳棒消除[28 ] ；也可在空气中氧化热处理或用强酸氧化处理，使CNHs的纯度提高[29 ] .研究表明，CNHs尖端和管壁卷曲部位的化学活性较高.可通过热退火使CNHs卷曲部位开口，减少拓扑缺陷的数量[29 ~31 ] .例如，CNHs在空气中氧化退火温度达到450℃时CNHs尖端位置开口，拓扑缺陷数量减少[29 ,30 ] ；CNHs在空气中氧化退火温度达到500℃时CNHs管壁位置的拓扑缺陷也减少[31 ] ；Yudasaka课题组[32 ] 的研究结果表明，开口的CNHs在高温惰性气氛下会重新闭合，使拓扑缺陷的数量比原始CNHs有所减少.CNHs的合成方法可分为三大类：电弧放电法、CO2 激光蒸发法、焦耳(Joule)加热法. ...
Effect of the size and position of ion-accessible nanoholes on the specific capacitance of single-walled carbon nanohorns for supercapacitor applications
3
2015
... CNHs是由上千个单分散锥形碳管自组装成的球型聚集体，其颗粒尺寸范围为80~100 nm.CNHs锥形管的尖端呈帽檐结构(Cone-shaped closed caps)，锥角约为20°，由类似富勒烯曲面结构的五元环或七元环组成，如
图1 a，b所示，管径约为2~5 nm，长度约为40~50 nm
[1 ,6 -7 ] .根据边缘结构，CNHs可分为大丽花型碳纳米角(dahlia-like CNHs)和种子型碳纳米角(bud-like CNHs).在大丽花型碳纳米角边缘部分可观察到明显的锥形管状结构，但是在种子型表面几乎看不到锥形管结构.二者的结构示意图，如
图2 所示.
图1 CNHs的基本结构 CNHs basic structure (a) Dahlia CNHs schematic diagram<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R1">1</xref>]</sup>; (b) Single wall nanohorns<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R31">31</xref>]</sup>; (c) Core disordered graphene<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R8">8</xref>]</sup>; (d) Topological defects of nanohorns: Carbon five-membered rings and seven-membered rings<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="R6">6</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="R7">7</xref>]</sup> Fig.1 ![]()
图2 大丽花型碳纳米角和种子型碳纳米角的TEM和HRTEM图像<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> TEM and HRTEM images of Dahlia carbon nanohorns (a, b) and TEM and HRTEM images of seed carbon nanohorns (c, d) <sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> Fig.2 ![]()
多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
... 与CNTs和石墨烯相比，CNHs的制备工艺简单、成本低、产率高、无需催化剂和可商业化生产.目前CNHs合成方法的原理，是在一定气氛下蒸发碳棒，使碳簇重新形核长大，高速冷却生成CNHs颗粒.分析结果表明，制备出的CNHs样品的纯度很高，副产物只占5%~15% [27 ] .副产物主要为无定型碳、微型石墨颗粒和巨型石墨球颗粒(Giant balls)，其类型取决于CNHs的合成方法和条件，有些副产物如巨型石墨球颗粒可通过预热碳棒消除[28 ] ；也可在空气中氧化热处理或用强酸氧化处理，使CNHs的纯度提高[29 ] .研究表明，CNHs尖端和管壁卷曲部位的化学活性较高.可通过热退火使CNHs卷曲部位开口，减少拓扑缺陷的数量[29 ~31 ] .例如，CNHs在空气中氧化退火温度达到450℃时CNHs尖端位置开口，拓扑缺陷数量减少[29 ,30 ] ；CNHs在空气中氧化退火温度达到500℃时CNHs管壁位置的拓扑缺陷也减少[31 ] ；Yudasaka课题组[32 ] 的研究结果表明，开口的CNHs在高温惰性气氛下会重新闭合，使拓扑缺陷的数量比原始CNHs有所减少.CNHs的合成方法可分为三大类：电弧放电法、CO2 激光蒸发法、焦耳(Joule)加热法. ...
... [31 ]；Yudasaka课题组[32 ] 的研究结果表明，开口的CNHs在高温惰性气氛下会重新闭合，使拓扑缺陷的数量比原始CNHs有所减少.CNHs的合成方法可分为三大类：电弧放电法、CO2 激光蒸发法、焦耳(Joule)加热法. ...
Close-open-close evolution of holes at the tips of conical graphenes of single-wall carbon nanohorns
1
2008
... 与CNTs和石墨烯相比，CNHs的制备工艺简单、成本低、产率高、无需催化剂和可商业化生产.目前CNHs合成方法的原理，是在一定气氛下蒸发碳棒，使碳簇重新形核长大，高速冷却生成CNHs颗粒.分析结果表明，制备出的CNHs样品的纯度很高，副产物只占5%~15% [27 ] .副产物主要为无定型碳、微型石墨颗粒和巨型石墨球颗粒(Giant balls)，其类型取决于CNHs的合成方法和条件，有些副产物如巨型石墨球颗粒可通过预热碳棒消除[28 ] ；也可在空气中氧化热处理或用强酸氧化处理，使CNHs的纯度提高[29 ] .研究表明，CNHs尖端和管壁卷曲部位的化学活性较高.可通过热退火使CNHs卷曲部位开口，减少拓扑缺陷的数量[29 ~31 ] .例如，CNHs在空气中氧化退火温度达到450℃时CNHs尖端位置开口，拓扑缺陷数量减少[29 ,30 ] ；CNHs在空气中氧化退火温度达到500℃时CNHs管壁位置的拓扑缺陷也减少[31 ] ；Yudasaka课题组[32 ] 的研究结果表明，开口的CNHs在高温惰性气氛下会重新闭合，使拓扑缺陷的数量比原始CNHs有所减少.CNHs的合成方法可分为三大类：电弧放电法、CO2 激光蒸发法、焦耳(Joule)加热法. ...
Selective production of single-wall carbon nanohorn aggregates and their formation mechanism
3
2002
... CNHs是由上千个单分散锥形碳管自组装成的球型聚集体，其颗粒尺寸范围为80~100 nm.CNHs锥形管的尖端呈帽檐结构(Cone-shaped closed caps)，锥角约为20°，由类似富勒烯曲面结构的五元环或七元环组成，如
图1 a，b所示，管径约为2~5 nm，长度约为40~50 nm
[1 ,6 -7 ] .根据边缘结构，CNHs可分为大丽花型碳纳米角(dahlia-like CNHs)和种子型碳纳米角(bud-like CNHs).在大丽花型碳纳米角边缘部分可观察到明显的锥形管状结构，但是在种子型表面几乎看不到锥形管结构.二者的结构示意图，如
图2 所示.
图1 CNHs的基本结构 CNHs basic structure (a) Dahlia CNHs schematic diagram<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R1">1</xref>]</sup>; (b) Single wall nanohorns<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R31">31</xref>]</sup>; (c) Core disordered graphene<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R8">8</xref>]</sup>; (d) Topological defects of nanohorns: Carbon five-membered rings and seven-membered rings<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R2">2</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="R6">6</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="R7">7</xref>]</sup> Fig.1 ![]()
图2 大丽花型碳纳米角和种子型碳纳米角的TEM和HRTEM图像<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> TEM and HRTEM images of Dahlia carbon nanohorns (a, b) and TEM and HRTEM images of seed carbon nanohorns (c, d) <sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R33">33</xref>]</sup> Fig.2 ![]()
多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
... [
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Fig.2 ![]()
多年来人们对CNHs芯部的结构缺乏详尽的研究，普遍认为芯部与CNHs边缘结构相同，也是由单分散CNH锥形管组成.随着研究的深入，Nakayama课题组[9 ] 用原子力显微镜探针对CNHs施加压力，发现CNHs的导电性能随着压力的增大而改变，其表面结构与芯部不同使其导电性不同.在此基础上，他们用聚焦离子束(Focused Ion Beam，简称FIB)切开CNHs并在透射电镜下观察到其芯部结构[8 ] .结果表明，CNHs的芯部是由短程无序的片层石墨烯组成的，片层的径向尺寸约为10 nm，片层之间的间距为0.4~0.5 nm，略大于石墨烯层间距，形貌结构如图1 c所示.此外，Song等[19 ] 测试纯CNHs作为电极时的超级电容性能，发现在高扫描速率条件下CNHs的电容量随着表面积的增大而降低这一反常现象，其原因是CNHs特殊的孔洞分级结构.这也从侧面证实了，CNHs芯部结构是由无序石墨烯片层结构组成的. ...
... 1999年Iijima课题组[1 ] 用激光蒸发法在室温氩气气氛下用脉冲激光烧蚀法首次宏量合成大丽花型碳纳米角，产率可达10 g·h-1 .这种CO2 激光器的波长为10.6 μm，最大功率为5 kW，脉冲持续时长为10 ms，制备出的样品纯度为85~90%，直径约为80~100 nm.调节实验参数，使表面激光功率密度为20 kW·cm-2 ，开关脉冲时间为500 ms，在氩气气氛下可使大丽花型CNHs的纯度达到95%[33 ] .种子型 CNHs可在氦气和氮气混合气氛中形成，但是在氦气气氛下制备的CNHs尺寸为50 nm，与空气电弧放电产物的尺寸相当.在氮气气氛中可生成氮掺杂的大丽花型CNHs[34 ] .X射线光电子能谱(XPS)表明，氮原子的掺入形式为吡啶氮和石墨氮，可使氮原子含量达到1.7%. ...
Structure and electronic states of single-wall carbon nanohorns prepared under nitrogen atmosphere
1
2014
... 1999年Iijima课题组[1 ] 用激光蒸发法在室温氩气气氛下用脉冲激光烧蚀法首次宏量合成大丽花型碳纳米角，产率可达10 g·h-1 .这种CO2 激光器的波长为10.6 μm，最大功率为5 kW，脉冲持续时长为10 ms，制备出的样品纯度为85~90%，直径约为80~100 nm.调节实验参数，使表面激光功率密度为20 kW·cm-2 ，开关脉冲时间为500 ms，在氩气气氛下可使大丽花型CNHs的纯度达到95%[33 ] .种子型 CNHs可在氦气和氮气混合气氛中形成，但是在氦气气氛下制备的CNHs尺寸为50 nm，与空气电弧放电产物的尺寸相当.在氮气气氛中可生成氮掺杂的大丽花型CNHs[34 ] .X射线光电子能谱(XPS)表明，氮原子的掺入形式为吡啶氮和石墨氮，可使氮原子含量达到1.7%. ...
Synthesis of carbon nanohorn particles by simple pulsed arc discharge ignited between pre-heated carbon rods
1
2004
... 在空气气氛下使用脉冲电弧放电法(Pulsed arc-discharge)第一次成功制备出高纯度电弧CNHs颗粒[35 ] ，其直径约为50 nm.电弧放电前，预先将石墨棒加热到1000℃可显著提高样品的纯度.在空气和氩气负压(＜1 atm)气氛中用直流电弧放电法(DC arc-discharge)制备出低纯度大颗粒CNHs[36 ] 后，人们又用交流电弧放电法(AC arc-discharge)进一步提高样品的纯度[37 ] .浸入式电弧放电法，已被证实有大规模生产CNHs的潜力.蒸发浸入的液体或直接在液体中通入气体，可形成浸入式电弧放电区域所需的缓冲气体.人们尝试在液氮环境下用直流电弧放电法制备氮原子掺杂的CNHs，产率为17 g·h-1[38 ] .Sano等[39 ] 用在水中通入氮气的直流电弧放电法(Gas injected arc-in-water，简称GI-AIW)制备出高产量和高纯度的CNHs，其装置的示意图如图5 所示.进一步改进实验方案，将氩气或氮气通过阴极石墨棒的孔洞直接注入电弧放电区域，可使产率有很大的提高.用这种方法制备的CNHs颗粒，其尺寸约为50 nm. ...
Synthesis of single-wall carbon nanohorns by arc-discharge in air and their formation mechanism
1
2010
... 在空气气氛下使用脉冲电弧放电法(Pulsed arc-discharge)第一次成功制备出高纯度电弧CNHs颗粒[35 ] ，其直径约为50 nm.电弧放电前，预先将石墨棒加热到1000℃可显著提高样品的纯度.在空气和氩气负压(＜1 atm)气氛中用直流电弧放电法(DC arc-discharge)制备出低纯度大颗粒CNHs[36 ] 后，人们又用交流电弧放电法(AC arc-discharge)进一步提高样品的纯度[37 ] .浸入式电弧放电法，已被证实有大规模生产CNHs的潜力.蒸发浸入的液体或直接在液体中通入气体，可形成浸入式电弧放电区域所需的缓冲气体.人们尝试在液氮环境下用直流电弧放电法制备氮原子掺杂的CNHs，产率为17 g·h-1[38 ] .Sano等[39 ] 用在水中通入氮气的直流电弧放电法(Gas injected arc-in-water，简称GI-AIW)制备出高产量和高纯度的CNHs，其装置的示意图如图5 所示.进一步改进实验方案，将氩气或氮气通过阴极石墨棒的孔洞直接注入电弧放电区域，可使产率有很大的提高.用这种方法制备的CNHs颗粒，其尺寸约为50 nm. ...
AC arc discharge synthesis of single-walled nanohorns and highly convoluted graphene sheets
1
2007
... 在空气气氛下使用脉冲电弧放电法(Pulsed arc-discharge)第一次成功制备出高纯度电弧CNHs颗粒[35 ] ，其直径约为50 nm.电弧放电前，预先将石墨棒加热到1000℃可显著提高样品的纯度.在空气和氩气负压(＜1 atm)气氛中用直流电弧放电法(DC arc-discharge)制备出低纯度大颗粒CNHs[36 ] 后，人们又用交流电弧放电法(AC arc-discharge)进一步提高样品的纯度[37 ] .浸入式电弧放电法，已被证实有大规模生产CNHs的潜力.蒸发浸入的液体或直接在液体中通入气体，可形成浸入式电弧放电区域所需的缓冲气体.人们尝试在液氮环境下用直流电弧放电法制备氮原子掺杂的CNHs，产率为17 g·h-1[38 ] .Sano等[39 ] 用在水中通入氮气的直流电弧放电法(Gas injected arc-in-water，简称GI-AIW)制备出高产量和高纯度的CNHs，其装置的示意图如图5 所示.进一步改进实验方案，将氩气或氮气通过阴极石墨棒的孔洞直接注入电弧放电区域，可使产率有很大的提高.用这种方法制备的CNHs颗粒，其尺寸约为50 nm. ...
Large-scale synthesis of single-walled carbon nanohorns by submerged arc
1
2004
... 在空气气氛下使用脉冲电弧放电法(Pulsed arc-discharge)第一次成功制备出高纯度电弧CNHs颗粒[35 ] ，其直径约为50 nm.电弧放电前，预先将石墨棒加热到1000℃可显著提高样品的纯度.在空气和氩气负压(＜1 atm)气氛中用直流电弧放电法(DC arc-discharge)制备出低纯度大颗粒CNHs[36 ] 后，人们又用交流电弧放电法(AC arc-discharge)进一步提高样品的纯度[37 ] .浸入式电弧放电法，已被证实有大规模生产CNHs的潜力.蒸发浸入的液体或直接在液体中通入气体，可形成浸入式电弧放电区域所需的缓冲气体.人们尝试在液氮环境下用直流电弧放电法制备氮原子掺杂的CNHs，产率为17 g·h-1[38 ] .Sano等[39 ] 用在水中通入氮气的直流电弧放电法(Gas injected arc-in-water，简称GI-AIW)制备出高产量和高纯度的CNHs，其装置的示意图如图5 所示.进一步改进实验方案，将氩气或氮气通过阴极石墨棒的孔洞直接注入电弧放电区域，可使产率有很大的提高.用这种方法制备的CNHs颗粒，其尺寸约为50 nm. ...
Low-cost synthesis of single-walled carbon nanohorns using the arc in water method with gas injection
3
2004
... 在空气气氛下使用脉冲电弧放电法(Pulsed arc-discharge)第一次成功制备出高纯度电弧CNHs颗粒[35 ] ，其直径约为50 nm.电弧放电前，预先将石墨棒加热到1000℃可显著提高样品的纯度.在空气和氩气负压(＜1 atm)气氛中用直流电弧放电法(DC arc-discharge)制备出低纯度大颗粒CNHs[36 ] 后，人们又用交流电弧放电法(AC arc-discharge)进一步提高样品的纯度[37 ] .浸入式电弧放电法，已被证实有大规模生产CNHs的潜力.蒸发浸入的液体或直接在液体中通入气体，可形成浸入式电弧放电区域所需的缓冲气体.人们尝试在液氮环境下用直流电弧放电法制备氮原子掺杂的CNHs，产率为17 g·h-1[38 ] .Sano等[39 ] 用在水中通入氮气的直流电弧放电法(Gas injected arc-in-water，简称GI-AIW)制备出高产量和高纯度的CNHs，其装置的示意图如图5 所示.进一步改进实验方案，将氩气或氮气通过阴极石墨棒的孔洞直接注入电弧放电区域，可使产率有很大的提高.用这种方法制备的CNHs颗粒，其尺寸约为50 nm. ...
... [
39 ]
Schematic diagram of device preparing CNHs by arc discharge in water<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R39">39</xref>]</sup> Fig.5 ![]()
Song等[7 ] 首次用正压(2-3 atm)电弧放电法制备高产量、高纯度和低成本的CNHs，每天产率可达千克量级，颗粒尺寸约为90 nm.用正压电弧放电制备CNHs的生长机制，主要依赖电弧放电过程中产生的碳簇的浓度而不是电弧炉内温度场的分布.在此基础上，以先制备的CNHs为石墨阳极填充物，通过正压二次电弧放电法成功合成大尺寸的CNHs颗粒，简称超大CNHs颗粒(oversized CNHs)，平均尺寸为200 nm，最大尺寸可达400 nm. ...
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39 ]
Fig.5 ![]()
Song等[7 ] 首次用正压(2-3 atm)电弧放电法制备高产量、高纯度和低成本的CNHs，每天产率可达千克量级，颗粒尺寸约为90 nm.用正压电弧放电制备CNHs的生长机制，主要依赖电弧放电过程中产生的碳簇的浓度而不是电弧炉内温度场的分布.在此基础上，以先制备的CNHs为石墨阳极填充物，通过正压二次电弧放电法成功合成大尺寸的CNHs颗粒，简称超大CNHs颗粒(oversized CNHs)，平均尺寸为200 nm，最大尺寸可达400 nm. ...
A novel structure "oversized carbon nanohorns
0
2018
Isolating single-wall carbon nanohorns as small aggregates through a dispersion method
0
2005
Individual single-wall carbon nanohorns separated from aggregates
0
2009
Device and method for production of carbon nanotubes, fullerene and their derivatives
1
... 用焦耳加热法制备CNHs颗粒，其原理是在石墨棒中产生高频涡流进而产生焦耳热[43 ] .用一个功率为30 kW的原型反应堆(A prototype reactor)产生表面碳等离子体，能将石墨棒加热使其温度超过3200℃而产生表面碳等离子体，然后重新聚集长大成CNHs颗粒.这个看似简单的方法，每小时能生产0.1公斤大丽花型CNHs颗粒.该课题组在文献中讨论了每小时十公斤大丽花CNHs颗粒的方法.相比于电弧放电法和激光蒸发法，焦耳加热法有很大的商业前景. ...
Binder-free manganese oxide/carbon nanomaterials thin film electrode for supercapacitors
1
2011
... CNHs具有良好的导电性、(氧化预处理后)较大的比表面积和优异的机械性能，可用作超级电容器的电极材料.超级电容器因具有高功率密度和长循环寿命而备受关注，可用于混合动力电动汽车、便携式设备和其它可再生能源存储等领域[44 ] . ...
Nanowindow-regulated specific capacitance of supercapacitor electrodes of single-wall carbon nanohorns
1
2007
... 2007年Yang等[45 ] 首次使用CNHs作为超级电容器的电极材料.高温氧化退火使CNHs尖端开孔，可显著增大材料的比表面积、微孔介孔的孔容和比电容量.Yuge等[46 ] 将CNHs在空气中加热到500℃，可使其比表面积达到最高(1720 m2 ·g-1 ).这表明，材料的比电容随着表面积的增大而增大.在此基础上，Yang等[47 ] 系统研究了以CNHs为电极的超级电容器的有效比表面积、电导率以及电解质离子迁移率之间的关系.热处理后sp2 /sp3 杂化碳的比例增加，提高了CNHs的电导率，使材料的比电容从22 μF·cm-2 显著增大到47 μF·cm-2 .他们还发现，尖端开孔的大小和位置对以CNHs为基底的超级电容器的性能起关键作用[48 ] . ...
The production of an electrochemical capacitor electrode using holey single-wall carbon nanohorns with high specific surface area
1
2012
... 2007年Yang等[45 ] 首次使用CNHs作为超级电容器的电极材料.高温氧化退火使CNHs尖端开孔，可显著增大材料的比表面积、微孔介孔的孔容和比电容量.Yuge等[46 ] 将CNHs在空气中加热到500℃，可使其比表面积达到最高(1720 m2 ·g-1 ).这表明，材料的比电容随着表面积的增大而增大.在此基础上，Yang等[47 ] 系统研究了以CNHs为电极的超级电容器的有效比表面积、电导率以及电解质离子迁移率之间的关系.热处理后sp2 /sp3 杂化碳的比例增加，提高了CNHs的电导率，使材料的比电容从22 μF·cm-2 显著增大到47 μF·cm-2 .他们还发现，尖端开孔的大小和位置对以CNHs为基底的超级电容器的性能起关键作用[48 ] . ...
Thermal-treatment-induced enhancement in effective surface area of single-walled carbon nanohorns for supercapacitor application
1
2013
... 2007年Yang等[45 ] 首次使用CNHs作为超级电容器的电极材料.高温氧化退火使CNHs尖端开孔，可显著增大材料的比表面积、微孔介孔的孔容和比电容量.Yuge等[46 ] 将CNHs在空气中加热到500℃，可使其比表面积达到最高(1720 m2 ·g-1 ).这表明，材料的比电容随着表面积的增大而增大.在此基础上，Yang等[47 ] 系统研究了以CNHs为电极的超级电容器的有效比表面积、电导率以及电解质离子迁移率之间的关系.热处理后sp2 /sp3 杂化碳的比例增加，提高了CNHs的电导率，使材料的比电容从22 μF·cm-2 显著增大到47 μF·cm-2 .他们还发现，尖端开孔的大小和位置对以CNHs为基底的超级电容器的性能起关键作用[48 ] . ...
Effect of the size and position of ion-accessible nanoholes on the specific capacitance of single-walled carbon nanohorns for supercapacitor applications
1
2015
... 2007年Yang等[45 ] 首次使用CNHs作为超级电容器的电极材料.高温氧化退火使CNHs尖端开孔，可显著增大材料的比表面积、微孔介孔的孔容和比电容量.Yuge等[46 ] 将CNHs在空气中加热到500℃，可使其比表面积达到最高(1720 m2 ·g-1 ).这表明，材料的比电容随着表面积的增大而增大.在此基础上，Yang等[47 ] 系统研究了以CNHs为电极的超级电容器的有效比表面积、电导率以及电解质离子迁移率之间的关系.热处理后sp2 /sp3 杂化碳的比例增加，提高了CNHs的电导率，使材料的比电容从22 μF·cm-2 显著增大到47 μF·cm-2 .他们还发现，尖端开孔的大小和位置对以CNHs为基底的超级电容器的性能起关键作用[48 ] . ...
Enhanced supercapacitors from hierarchical carbon nanotube and nanohorn architectures
1
2011
... Hiralal等[49 ] 探索了CNHs和CNTs的混合物在薄膜超级电容器中的应用，用真空抽滤法在聚对苯二甲酸乙二醇酯上沉积CNTs后再用水滴法沉积CNHs薄膜.CNHs和CNTs的混合物可提高比电容.Hata等[50 ] 还制备了以CNTs(20 wt%)和CNHs(80 wt%)为基底的电极，其中CNTs为框架.尽管电极的比表面积很小(280 m2 ·g-1 )，但是较大的宏观孔体积有利于在电极中保留更多的电解质以确保简单的离子传输，因而具有很大的功率(990 kW·kg-1 ；396 kW·L-1 ).另外，实验结果还表明，这种复合电极的稳定性很强，经过10万次循环后其电容量只降低6.5 %. ...
High-power supercapacitor electrodes nanotube composite
1
2011
... Hiralal等[49 ] 探索了CNHs和CNTs的混合物在薄膜超级电容器中的应用，用真空抽滤法在聚对苯二甲酸乙二醇酯上沉积CNTs后再用水滴法沉积CNHs薄膜.CNHs和CNTs的混合物可提高比电容.Hata等[50 ] 还制备了以CNTs(20 wt%)和CNHs(80 wt%)为基底的电极，其中CNTs为框架.尽管电极的比表面积很小(280 m2 ·g-1 )，但是较大的宏观孔体积有利于在电极中保留更多的电解质以确保简单的离子传输，因而具有很大的功率(990 kW·kg-1 ；396 kW·L-1 ).另外，实验结果还表明，这种复合电极的稳定性很强，经过10万次循环后其电容量只降低6.5 %. ...
Carbon nanohorn-graphene nanoplate hybrid: an excellent electrode material for supercapacitor application
2
2015
... Khatua等[51 ] 研究了以CNHs与石墨烯混合物为电极的电容器的性能.将CNHs、石墨烯和十六烷基三甲基溴化铵混合、超声和搅拌，制备成电极材料.在5 mV·s-1 的扫描速率下，其比电容为677 F·g-1 .其原因是：导电石墨烯纳米板和CNHs之间有较强的π-π堆积相互作用；石墨烯均匀涂覆在CNHs表面有利于离子的转移而减小了离子的扩散路径；导电的CNHs和石墨烯纳米板形成了一个强大的导电网络，使混合物的电容性提高.Tao课题组[6 ] 首次报道了用水热法合成纳米多孔石墨烯和碳纳米角(G/CNHs)的混合材料，其中石墨烯起支架作用，CNHs可有效阻止石墨烯纳米片的面对面堆叠，从而显著增大了材料的比表面积而使电容性能提高. ...
... 在燃料电池中也可使用碳纳米角负载合金作为催化剂和以乙二醇为还原剂，制备出CNHs和炭黑均负载2.5 nm PtRu纳米粒子的样品
[51 ] .在相同的测试条件下，CNHs的催化活性比炭黑高60%.除了PtRu合金，Sano课题组还用改进的水中注入气体的电弧放电法(GI-AIW)制备出含钯合金的碳纳米角，在合金中添加了金、铂、铜、铁、镍、钛、钼、钨、铌九种纳米金属之一
[58 ] .研究结果表明，PdAu纳米粒子具有较高的分散性.纳米颗粒的平均粒径随着合金成分的变化而变化，其大小的排序为Au<Pt<Fe<Mo<Ti<Ni<Cu.另外，纳米合金颗粒的平均尺寸，与合金成分的沸点与熔点之比、表面张力和气体扩散率相关.在质子交换膜燃料电池中，氮原子掺杂的碳纳米角可替代Pt负载的碳纳米角颗粒
[54 ] ，使转换效率提高. ...
Dahlia-liked Carbon Nanohorns Decorated Graphene/Polyaniline Nanocomposite and Its Derived Nitrogen-doped Carbon for High-performance Supercapacitor
1
2019
... Lü等用水合肼原位氧化还原法制备了一种大丽花CNHs装饰石墨烯/聚苯胺纳米复合材料(CGP)，用作一种优良的超级电容器电极[52 ] .由于石墨烯和CNHs具有球形和锥形尖端特征，大丽花CNHs聚积物可作为间隔物插入石墨烯层中.在CNHs的作用下石墨烯纳米片之间的基间距增大，从而避免了石墨烯纳米片的重复填充.同时，CNHs还充当了连接石墨烯纳米片的导电通路，纳米复合材料中的离子/电子传递电阻因CNHs的多导电通道而降低，从而提高了电导率.由于这些因素的影响，在电流密度为1 A·g-1 时CGP复合材料的比电容为769 F·g-1 ，电流密度为10 A·g-1 时具有82%的倍率性能.此外，用CGP5及其衍生的C-CGP5(碳化CGP5复合材料)组装的非对称超级电容器在功率密度为1504.9 W·kg-1 时，具有19.1 Wh·kg-1 的高功率密度.因此，为了提高石墨烯复合材料的电化学性能，开发了类似大丽花的CNHs球形团聚体，有望研制出高性能超级电容器的复合电极材料. ...
Controlled syntheses of various palladium alloy nanoparticles dispersed in single-walled carbon nanohorns by one-step formation using an arc discharge method
1
2014
... CNHs是新型催化剂的载体，甚至是催化剂的候选材料.可将纳米催化剂颗粒负载在CNHs的表面或内部，增大高活性催化的比表面积.CNHs独特的结构还能提高催化剂活性的稳定性.研究发现，掺杂异质原子的CNHs也具有一定的催化活性.包覆非贵金属的CNHs作为催化剂，可为传统能源市场提供一种低成本替代品.Sano课题组用改进的水中注入气体电弧放电法制备出含钯合金的CNHs，在钯合金中可添加金、铂、铜、铁、镍、钛、钼、钨、铌等九种纳米金属之一[53 ] . ...
Single-wall carbon nanohorns supporting Pt catalyst in direct methanol fuel cells
4
2009
... 包覆铂颗粒的CNHs用作催化剂，可提高燃料电池的效率.Kubo的团队用过氧化氢氧化处理CNHs表面，使其产生纳米角孔洞，可阻止铂纳米颗粒长大[54 ] .如图6 所示，2.9 nm的铂纳米颗粒均匀地分散在氧化的CNHs样品表面，铂含量高达60 wt%.将它们用于甲醇燃料电池可提高其转换效率，在40°C和0.4 V条件下产生高达76 mV·cm-2 的功率密度. ...
... [
54 ]
TEM images of CNHs of platinum particles<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R54">54</xref>]</sup> (a) Platinum particles at 20% were loaded on the original CNHs; (b) 20% of platinum particles were loaded in the oxidized CNHs; (c) Platinum particles at 60% were loaded on the original CNHs; (d) Platinum particles at 60% were loaded on the oxidized CNHs Fig.6 ![]()
在氮掺杂的碳纳米角 (N-CNHs)上沉积铂纳米簇，可制备高耐久性和高活性的纳米复合阴极催化剂(Pt/N-CNHs)[56 ] .Pt/N-CNHs催化剂在氧还原反应中表现出的比催化活性和质量催化活性，明显优于工业Pt/C催化剂(Pt/C-JM).在30℃电化学催化还原氧气的氧化条件下，Pt/N-CNHs在0.6-1.1V循环15000次其催化活性没有明显的降低.在加速老化试验中，Pt/N-CNHs中的Pt纳米粒子比Pt/C-JM中的Pt纳米粒子更稳定，粒径只有较小的增大.除了上述将铂负载在碳纳米角上，Sano课题组还开发了新合成方法，实现了更高的比表面积和铂纳米颗粒更好的分散性.用水中注入气体的电弧法，可合成低成本包覆铂的碳纳米角颗粒.用连续电弧模式优化放电电流，制备出的碳纳米角比表面积较大，能大大提高负载铂催化剂的分散性，从而生成高性能催化剂层[56 ,57 ] . ...
... [
54 ] (a) Platinum particles at 20% were loaded on the original CNHs; (b) 20% of platinum particles were loaded in the oxidized CNHs; (c) Platinum particles at 60% were loaded on the original CNHs; (d) Platinum particles at 60% were loaded on the oxidized CNHs
Fig.6 ![]()
在氮掺杂的碳纳米角 (N-CNHs)上沉积铂纳米簇，可制备高耐久性和高活性的纳米复合阴极催化剂(Pt/N-CNHs)[56 ] .Pt/N-CNHs催化剂在氧还原反应中表现出的比催化活性和质量催化活性，明显优于工业Pt/C催化剂(Pt/C-JM).在30℃电化学催化还原氧气的氧化条件下，Pt/N-CNHs在0.6-1.1V循环15000次其催化活性没有明显的降低.在加速老化试验中，Pt/N-CNHs中的Pt纳米粒子比Pt/C-JM中的Pt纳米粒子更稳定，粒径只有较小的增大.除了上述将铂负载在碳纳米角上，Sano课题组还开发了新合成方法，实现了更高的比表面积和铂纳米颗粒更好的分散性.用水中注入气体的电弧法，可合成低成本包覆铂的碳纳米角颗粒.用连续电弧模式优化放电电流，制备出的碳纳米角比表面积较大，能大大提高负载铂催化剂的分散性，从而生成高性能催化剂层[56 ,57 ] . ...
... 在燃料电池中也可使用碳纳米角负载合金作为催化剂和以乙二醇为还原剂，制备出CNHs和炭黑均负载2.5 nm PtRu纳米粒子的样品
[51 ] .在相同的测试条件下，CNHs的催化活性比炭黑高60%.除了PtRu合金，Sano课题组还用改进的水中注入气体的电弧放电法(GI-AIW)制备出含钯合金的碳纳米角，在合金中添加了金、铂、铜、铁、镍、钛、钼、钨、铌九种纳米金属之一
[58 ] .研究结果表明，PdAu纳米粒子具有较高的分散性.纳米颗粒的平均粒径随着合金成分的变化而变化，其大小的排序为Au<Pt<Fe<Mo<Ti<Ni<Cu.另外，纳米合金颗粒的平均尺寸，与合金成分的沸点与熔点之比、表面张力和气体扩散率相关.在质子交换膜燃料电池中，氮原子掺杂的碳纳米角可替代Pt负载的碳纳米角颗粒
[54 ] ，使转换效率提高. ...
A robust fuel cell cathode catalyst assembled with nitrogen-doped carbon nanohorn and platinum nanoclusters
0
2012
Synthesis of carbon nanohorns by a gas-injected arc-in-water method and application to catalyst-support for polymer electrolyte fuel cell electrodes
2
2008
... 在氮掺杂的碳纳米角 (N-CNHs)上沉积铂纳米簇，可制备高耐久性和高活性的纳米复合阴极催化剂(Pt/N-CNHs)[56 ] .Pt/N-CNHs催化剂在氧还原反应中表现出的比催化活性和质量催化活性，明显优于工业Pt/C催化剂(Pt/C-JM).在30℃电化学催化还原氧气的氧化条件下，Pt/N-CNHs在0.6-1.1V循环15000次其催化活性没有明显的降低.在加速老化试验中，Pt/N-CNHs中的Pt纳米粒子比Pt/C-JM中的Pt纳米粒子更稳定，粒径只有较小的增大.除了上述将铂负载在碳纳米角上，Sano课题组还开发了新合成方法，实现了更高的比表面积和铂纳米颗粒更好的分散性.用水中注入气体的电弧法，可合成低成本包覆铂的碳纳米角颗粒.用连续电弧模式优化放电电流，制备出的碳纳米角比表面积较大，能大大提高负载铂催化剂的分散性，从而生成高性能催化剂层[56 ,57 ] . ...
... [56 ,57 ]. ...
Influence of arc duration time on the synthesis of carbon nanohorns by a gas-injected arc-in-water system: Application to polymer electrolyte fuel cell electrodes
1
2011
... 在氮掺杂的碳纳米角 (N-CNHs)上沉积铂纳米簇，可制备高耐久性和高活性的纳米复合阴极催化剂(Pt/N-CNHs)[56 ] .Pt/N-CNHs催化剂在氧还原反应中表现出的比催化活性和质量催化活性，明显优于工业Pt/C催化剂(Pt/C-JM).在30℃电化学催化还原氧气的氧化条件下，Pt/N-CNHs在0.6-1.1V循环15000次其催化活性没有明显的降低.在加速老化试验中，Pt/N-CNHs中的Pt纳米粒子比Pt/C-JM中的Pt纳米粒子更稳定，粒径只有较小的增大.除了上述将铂负载在碳纳米角上，Sano课题组还开发了新合成方法，实现了更高的比表面积和铂纳米颗粒更好的分散性.用水中注入气体的电弧法，可合成低成本包覆铂的碳纳米角颗粒.用连续电弧模式优化放电电流，制备出的碳纳米角比表面积较大，能大大提高负载铂催化剂的分散性，从而生成高性能催化剂层[56 ,57 ] . ...
Controlled syntheses of various palladium alloy nanoparticles dispersed in single-walled carbon nanohorns by one-step formation using an arc discharge method
1
2014
... 在燃料电池中也可使用碳纳米角负载合金作为催化剂和以乙二醇为还原剂，制备出CNHs和炭黑均负载2.5 nm PtRu纳米粒子的样品
[51 ] .在相同的测试条件下，CNHs的催化活性比炭黑高60%.除了PtRu合金，Sano课题组还用改进的水中注入气体的电弧放电法(GI-AIW)制备出含钯合金的碳纳米角，在合金中添加了金、铂、铜、铁、镍、钛、钼、钨、铌九种纳米金属之一
[58 ] .研究结果表明，PdAu纳米粒子具有较高的分散性.纳米颗粒的平均粒径随着合金成分的变化而变化，其大小的排序为Au<Pt<Fe<Mo<Ti<Ni<Cu.另外，纳米合金颗粒的平均尺寸，与合金成分的沸点与熔点之比、表面张力和气体扩散率相关.在质子交换膜燃料电池中，氮原子掺杂的碳纳米角可替代Pt负载的碳纳米角颗粒
[54 ] ，使转换效率提高. ...
Simultaneous esteri?cation and transesteri?cation for biodiesel synthesis by a catalyst consisting of sulfonated single-walled carbon nanohorn dispersed with Fe/Fe2O3 nanoparticles
2
2015
... 近年来的研究结果表明，CNHs是制备生物柴油催化剂载体的理想材料[59 -61 ] .2014年Chantamanee等[59 ] 使用CNTs、氧化的CNHs、活性炭(AC)和炭黑(CB)为原料，在200 ℃制备出4种磺化后的碳基固体酸催化剂.实验结果表明，磺化后的CNHs其酯密度和催化效率最高，是一种理想的制备生物柴油的催化剂.研究结果还表明，负载Fe和FeO的CNHs磺化后用作催化剂，可同时酯化和酯交换合成生物柴油[60 ] . ...
... [59 ]使用CNTs、氧化的CNHs、活性炭(AC)和炭黑(CB)为原料，在200 ℃制备出4种磺化后的碳基固体酸催化剂.实验结果表明，磺化后的CNHs其酯密度和催化效率最高，是一种理想的制备生物柴油的催化剂.研究结果还表明，负载Fe和FeO的CNHs磺化后用作催化剂，可同时酯化和酯交换合成生物柴油[60 ] . ...
Biodiesel production via esteri?cation of palm fatty acid distillate using sulphonated multi-walled carbon nanotubes as a solid acid catalyst: Process study, catalyst reusability and kinetic Study
1
2015
... 近年来的研究结果表明，CNHs是制备生物柴油催化剂载体的理想材料[59 -61 ] .2014年Chantamanee等[59 ] 使用CNTs、氧化的CNHs、活性炭(AC)和炭黑(CB)为原料，在200 ℃制备出4种磺化后的碳基固体酸催化剂.实验结果表明，磺化后的CNHs其酯密度和催化效率最高，是一种理想的制备生物柴油的催化剂.研究结果还表明，负载Fe和FeO的CNHs磺化后用作催化剂，可同时酯化和酯交换合成生物柴油[60 ] . ...
Effect of Fe/Fe2O3 loading on the catalytic activity of sulfonated single-walled carbon nanohorns for the esterification of palmitic acid
1
2014
... 近年来的研究结果表明，CNHs是制备生物柴油催化剂载体的理想材料[59 -61 ] .2014年Chantamanee等[59 ] 使用CNTs、氧化的CNHs、活性炭(AC)和炭黑(CB)为原料，在200 ℃制备出4种磺化后的碳基固体酸催化剂.实验结果表明，磺化后的CNHs其酯密度和催化效率最高，是一种理想的制备生物柴油的催化剂.研究结果还表明，负载Fe和FeO的CNHs磺化后用作催化剂，可同时酯化和酯交换合成生物柴油[60 ] . ...
Length-dependent uptake of DNA-wrapped single-walled carbon nanotubes
1
2007
... 作为生物载药的载体，CNHs比CNTs具有更多的优势：1)CNTs已证实有毒[62 ] ，CNHs没有毒性；2)CNHs颗粒是尺寸为80~100 nm的球型颗粒，比管束状的碳纳米管有利于将药物运输到目标处，且能延长药物在目标处的停留时间；3)CNHs的管径(2-5 nm)比碳纳米管(1~2 nm)的大，能负载更多的药物；4)用在空气中氧化退火等简单方法可将碳纳米角表面的孔洞打开，控制氧化退火温度调节碳纳米窗口的位置尺寸和数量很容易将药物负载到碳纳米角内部；5)CNHs表面的小尺寸孔洞能延长药物的释放时间.Miyako课题组开发了共轭物材料，可用于治疗多维癌症 [63 ] .2005年Iijima课题组发现，包覆顺铂(CDDP)的CNHox(CDDP@CNHox)可用作抗癌剂，在载药过程中顺铂的释放速度较低，对癌细胞有明显的抑制作用.这些结果表明，氧化的碳纳米角是潜在的生物载药载体[64 ] .在此基础上，他们还研究了CNHox在体内和体外的毒性.结果表明，CNHox对皮肤无刺激，是一种非致敏物，不致癌，即便口服毒性也很低.虽然还需要进一步进行毒理学评估，但是足以证明氧化的碳纳米角是一种毒性极低的材料[65 ] .2008年，Chechetka等用纳米沉降法证实，将包覆顺铂的CNHox中顺铂的含量提高到60%，能有效抑制小鼠的肿瘤生长.同时还表明，氧化的碳纳米角具有体内抗癌作用，能进一步提高CDDP@CNHox的抗癌活性[66 ] . ...
Physicochemically functionalized carbon nanohorns for multi-dimensional cancer elimination
1
2016
... 作为生物载药的载体，CNHs比CNTs具有更多的优势：1)CNTs已证实有毒[62 ] ，CNHs没有毒性；2)CNHs颗粒是尺寸为80~100 nm的球型颗粒，比管束状的碳纳米管有利于将药物运输到目标处，且能延长药物在目标处的停留时间；3)CNHs的管径(2-5 nm)比碳纳米管(1~2 nm)的大，能负载更多的药物；4)用在空气中氧化退火等简单方法可将碳纳米角表面的孔洞打开，控制氧化退火温度调节碳纳米窗口的位置尺寸和数量很容易将药物负载到碳纳米角内部；5)CNHs表面的小尺寸孔洞能延长药物的释放时间.Miyako课题组开发了共轭物材料，可用于治疗多维癌症 [63 ] .2005年Iijima课题组发现，包覆顺铂(CDDP)的CNHox(CDDP@CNHox)可用作抗癌剂，在载药过程中顺铂的释放速度较低，对癌细胞有明显的抑制作用.这些结果表明，氧化的碳纳米角是潜在的生物载药载体[64 ] .在此基础上，他们还研究了CNHox在体内和体外的毒性.结果表明，CNHox对皮肤无刺激，是一种非致敏物，不致癌，即便口服毒性也很低.虽然还需要进一步进行毒理学评估，但是足以证明氧化的碳纳米角是一种毒性极低的材料[65 ] .2008年，Chechetka等用纳米沉降法证实，将包覆顺铂的CNHox中顺铂的含量提高到60%，能有效抑制小鼠的肿瘤生长.同时还表明，氧化的碳纳米角具有体内抗癌作用，能进一步提高CDDP@CNHox的抗癌活性[66 ] . ...
Carbon nanohorns as anticancer drug carriers
1
2005
... 作为生物载药的载体，CNHs比CNTs具有更多的优势：1)CNTs已证实有毒[62 ] ，CNHs没有毒性；2)CNHs颗粒是尺寸为80~100 nm的球型颗粒，比管束状的碳纳米管有利于将药物运输到目标处，且能延长药物在目标处的停留时间；3)CNHs的管径(2-5 nm)比碳纳米管(1~2 nm)的大，能负载更多的药物；4)用在空气中氧化退火等简单方法可将碳纳米角表面的孔洞打开，控制氧化退火温度调节碳纳米窗口的位置尺寸和数量很容易将药物负载到碳纳米角内部；5)CNHs表面的小尺寸孔洞能延长药物的释放时间.Miyako课题组开发了共轭物材料，可用于治疗多维癌症 [63 ] .2005年Iijima课题组发现，包覆顺铂(CDDP)的CNHox(CDDP@CNHox)可用作抗癌剂，在载药过程中顺铂的释放速度较低，对癌细胞有明显的抑制作用.这些结果表明，氧化的碳纳米角是潜在的生物载药载体[64 ] .在此基础上，他们还研究了CNHox在体内和体外的毒性.结果表明，CNHox对皮肤无刺激，是一种非致敏物，不致癌，即便口服毒性也很低.虽然还需要进一步进行毒理学评估，但是足以证明氧化的碳纳米角是一种毒性极低的材料[65 ] .2008年，Chechetka等用纳米沉降法证实，将包覆顺铂的CNHox中顺铂的含量提高到60%，能有效抑制小鼠的肿瘤生长.同时还表明，氧化的碳纳米角具有体内抗癌作用，能进一步提高CDDP@CNHox的抗癌活性[66 ] . ...
Toxicity of single-walled carbon nanohorns
1
2008
... 作为生物载药的载体，CNHs比CNTs具有更多的优势：1)CNTs已证实有毒[62 ] ，CNHs没有毒性；2)CNHs颗粒是尺寸为80~100 nm的球型颗粒，比管束状的碳纳米管有利于将药物运输到目标处，且能延长药物在目标处的停留时间；3)CNHs的管径(2-5 nm)比碳纳米管(1~2 nm)的大，能负载更多的药物；4)用在空气中氧化退火等简单方法可将碳纳米角表面的孔洞打开，控制氧化退火温度调节碳纳米窗口的位置尺寸和数量很容易将药物负载到碳纳米角内部；5)CNHs表面的小尺寸孔洞能延长药物的释放时间.Miyako课题组开发了共轭物材料，可用于治疗多维癌症 [63 ] .2005年Iijima课题组发现，包覆顺铂(CDDP)的CNHox(CDDP@CNHox)可用作抗癌剂，在载药过程中顺铂的释放速度较低，对癌细胞有明显的抑制作用.这些结果表明，氧化的碳纳米角是潜在的生物载药载体[64 ] .在此基础上，他们还研究了CNHox在体内和体外的毒性.结果表明，CNHox对皮肤无刺激，是一种非致敏物，不致癌，即便口服毒性也很低.虽然还需要进一步进行毒理学评估，但是足以证明氧化的碳纳米角是一种毒性极低的材料[65 ] .2008年，Chechetka等用纳米沉降法证实，将包覆顺铂的CNHox中顺铂的含量提高到60%，能有效抑制小鼠的肿瘤生长.同时还表明，氧化的碳纳米角具有体内抗癌作用，能进一步提高CDDP@CNHox的抗癌活性[66 ] . ...
Enhancement of in vivo anticancer effects of cisplatin by incorporation inside single-wall carbon nanohorns
1
2008
... 作为生物载药的载体，CNHs比CNTs具有更多的优势：1)CNTs已证实有毒[62 ] ，CNHs没有毒性；2)CNHs颗粒是尺寸为80~100 nm的球型颗粒，比管束状的碳纳米管有利于将药物运输到目标处，且能延长药物在目标处的停留时间；3)CNHs的管径(2-5 nm)比碳纳米管(1~2 nm)的大，能负载更多的药物；4)用在空气中氧化退火等简单方法可将碳纳米角表面的孔洞打开，控制氧化退火温度调节碳纳米窗口的位置尺寸和数量很容易将药物负载到碳纳米角内部；5)CNHs表面的小尺寸孔洞能延长药物的释放时间.Miyako课题组开发了共轭物材料，可用于治疗多维癌症 [63 ] .2005年Iijima课题组发现，包覆顺铂(CDDP)的CNHox(CDDP@CNHox)可用作抗癌剂，在载药过程中顺铂的释放速度较低，对癌细胞有明显的抑制作用.这些结果表明，氧化的碳纳米角是潜在的生物载药载体[64 ] .在此基础上，他们还研究了CNHox在体内和体外的毒性.结果表明，CNHox对皮肤无刺激，是一种非致敏物，不致癌，即便口服毒性也很低.虽然还需要进一步进行毒理学评估，但是足以证明氧化的碳纳米角是一种毒性极低的材料[65 ] .2008年，Chechetka等用纳米沉降法证实，将包覆顺铂的CNHox中顺铂的含量提高到60%，能有效抑制小鼠的肿瘤生长.同时还表明，氧化的碳纳米角具有体内抗癌作用，能进一步提高CDDP@CNHox的抗癌活性[66 ] . ...
Single wall carbon nanohorn as a drug carrier for controlled release
1
2008
... 2008年Xu等将万古霉素盐酸(VCM)负载到氧化的单壁碳纳米角(SWCNHoxs)，实现了药物的持续释放.同时，经过聚乙二醇修饰后药物-SWCNHox复合物的分散度明显提高[67 ] .2014年，钟文英等制备出一种以壳聚糖(CS)为修饰剂的氧化单壁碳纳米角(oxSWCNHs)介导的载阿霉素(DOX)新型药物转运系统(DOX@oxSWCNHs/CS)[68 ] .DOX 分子结构中的芳香环结构与oxSWCNHs通过π-π 键合作用而产生可逆结合，使载药量达到60%.使用CS作为修饰剂，能显著提高整个系统的水溶性和生物相容性.研究发现，体系进入肿瘤细胞后DOX可在肿瘤细胞内的溶酶体和内涵体的酸性环境下大量释放而进入细胞核杀死肿瘤细胞，发挥其抗肿瘤药物活性.因此，单壁碳纳米角可作为一种潜在的DOX载体，实现药物的缓释效果. ...
基于碳纳米角-阿霉素的新型载药体系的制备和体外释放行为
1
2014
... 2008年Xu等将万古霉素盐酸(VCM)负载到氧化的单壁碳纳米角(SWCNHoxs)，实现了药物的持续释放.同时，经过聚乙二醇修饰后药物-SWCNHox复合物的分散度明显提高[67 ] .2014年，钟文英等制备出一种以壳聚糖(CS)为修饰剂的氧化单壁碳纳米角(oxSWCNHs)介导的载阿霉素(DOX)新型药物转运系统(DOX@oxSWCNHs/CS)[68 ] .DOX 分子结构中的芳香环结构与oxSWCNHs通过π-π 键合作用而产生可逆结合，使载药量达到60%.使用CS作为修饰剂，能显著提高整个系统的水溶性和生物相容性.研究发现，体系进入肿瘤细胞后DOX可在肿瘤细胞内的溶酶体和内涵体的酸性环境下大量释放而进入细胞核杀死肿瘤细胞，发挥其抗肿瘤药物活性.因此，单壁碳纳米角可作为一种潜在的DOX载体，实现药物的缓释效果. ...
基于碳纳米角-阿霉素的新型载药体系的制备和体外释放行为
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2014
... 2008年Xu等将万古霉素盐酸(VCM)负载到氧化的单壁碳纳米角(SWCNHoxs)，实现了药物的持续释放.同时，经过聚乙二醇修饰后药物-SWCNHox复合物的分散度明显提高[67 ] .2014年，钟文英等制备出一种以壳聚糖(CS)为修饰剂的氧化单壁碳纳米角(oxSWCNHs)介导的载阿霉素(DOX)新型药物转运系统(DOX@oxSWCNHs/CS)[68 ] .DOX 分子结构中的芳香环结构与oxSWCNHs通过π-π 键合作用而产生可逆结合，使载药量达到60%.使用CS作为修饰剂，能显著提高整个系统的水溶性和生物相容性.研究发现，体系进入肿瘤细胞后DOX可在肿瘤细胞内的溶酶体和内涵体的酸性环境下大量释放而进入细胞核杀死肿瘤细胞，发挥其抗肿瘤药物活性.因此，单壁碳纳米角可作为一种潜在的DOX载体，实现药物的缓释效果. ...
