近几年关于碳纳米管的研究很多，主要是控制其生长的结构和掺杂氮原子改变其电化学活性，与此相关的研究也拓宽了碳材料的各种用途，例如催化剂载体，生物传感器，电极材料。与碳纳米管相比，碳纳米纤维有许多相似的性质：它们的主要催化剂都是Fe、Co、Ni，制备方法都近乎相同，均具有较好的力学性能和化学惰性，而碳纳米纤维的实心结构使得其在某些方面的应用具有更优异的性能。通过改变碳原子的六圆环结构，引入五元环和七元环，我们可以得到具有螺旋形貌的碳纳米管和碳纳米纤维。与普通的直立碳管/纤维相比，其具有更多的表面缺陷和更好的基体附着力，具有理想的电极材料的特性。

武汉大学物理科学与技术学院材料物理系潘春旭教授研究组自2000年以来，一直把碳纳米材料的结构控制和性能研究作为重要的方向。最近，该组利用火焰法在胺火焰中成功制备了氮掺杂螺旋碳纳米纤维并测试了其电化学性能 [Journal of power sources, 196, 2011, 7868-7873] 。研究发现与CVD方法制备的碳纳米管相比，这种电极材料具有更大的电容量和更优异的电化学性能，氮原子的引入使得材料具有较大的赝电容，并促进了螺旋的生成。研究的最后详细讨论了螺旋形貌产生的原因，并指出了火焰法这一方法的优势和特点，这项研究使得碳纳米材料在电极材料中的应用更了进一步。

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1、“ Direct Synthesis of High Concentration N-Doped Coiled Carbon Nanofibers from amine Flames and Its Electrochemical Properties”

图1： 具有螺旋形貌的碳纳米纤维的形貌和结构图。Xrd中没有碳峰表明碳纤维结晶度低

图2：氮掺杂碳纳米纤维的XPS和红外光谱。纤维表面存在很多基团，掺入氮具有多种形式。

图3：氮掺杂碳纳米纤维的电化学性能。与cvd 相比具有更大的电容量

图4：螺旋纤维的形成示意图。 氮原子的引入促进了碳5和碳7环的产生，诱导了螺旋形貌的形成。