赵翠华，虞杰，郑开烨，吴天宇，唐顶，刘鸿磊

(广西大学 资源环境与材料学院， 广西 南宁 530004)

0 引言

碳纳米管(CNT)具有优异的结构和功能特性，如高纵横比、高拉伸强度、高电导率等[1-2]，在电子器件领域有极大的应用前景。碳纳米管具有的高比表面积，高弯曲表面化学活性，可作为高效的储存载体。由于特殊的电学性能，CNT已经作为人造肌肉的机电致动器投入使用[3]，并用于检测生物分子如DNA、蛋白质、细胞等生物传感器[4-5]。同时，CNT纳米级器件在半导管方面具有极大的应用潜力，例如场效应晶体管、CNT逻辑电路等[6-8]。尽管如此，纯CNT也存在一些缺陷，比如不溶于水和大多数有机溶剂。BATTIGELLI等[9-10]的研究表明，通过共价修饰可以在氧化过程中生成COOH，进一步衍生化后可以接枝生物活性分子，因此CNT的表面功能化对于增加生物相容性是必不可少的。CNT属于sp2体系，可以通过改性的方法如掺杂取代一些碳原子来可控地调整碳纳米管的电子性质，进一步促进其表面功能化。2014年，LEE等[11]发现，碳纳米管中掺杂N原子可增强n型载流子的浓度，减小表面能以及控制极化程度，优化后的结构和性能有助于在能源和催化领域中得到进一步应用。2015年，YOOSEFIAN等[12]通过第一性原理研究了Pt和Au分别掺杂(5,5)单壁碳纳米管(Pt/CNT-V 和Au/CNT-V)的性质，并在掺杂后的CNT上吸附SO2分子。研究者发现在吸附SO2分子后Pt/CNT-V的能隙显著减小，电导率增加，但在Au/CNT-V中，带隙值略微升高。这些研究结果表明，与Au/CNT-V相比，Pt/CNT-V的电子性质在吸附过程中变化显著，因此Pt/CNT-V是吸附和检测SO2分子的理想选择。……