MWNTs/丝素/聚酰胺共混静电纺纳米纤维毡的结构和性能

静电纺再生丝素纤雏具有在水中易溶胀、结构稳定性和力学性能差等缺陷.在前期研究聚酰胺6/66对静电纺丝素纤维的结构和性能改进效果的基础上,以多壁碳纳米管(MWNTs)增强静电纺丝素/聚酰胺6/66复合纳米纤维.研究发现,随着MWNTs含量的增加复合纤维毡的颜色由白色变成黑色,纤维直径逐渐减小,并且都在90nm以下.MWNTs的加入,还有效地提高了纤维的结晶度、热稳定性以及纤维毡的拉伸力学性能.     

MWNTs/PU复合微/纳米纤维的形态及力学性能

应用静电纺丝技术制备多壁碳纳米管/聚氨酯(MWNTs/PU)复合微/纳米纤维 , 将该复合纤维收集成无纺布薄膜 , 采用扫描电子显微镜 (SEM)和透射电子显微镜 (TEM)观察了纤维的微观形貌和结构 , 分别利用X射线衍射(XRD)和差示扫描量热法(DSC)测试了复合纤维的结晶行为及玻璃态转变温度 , 并测试了纤维薄膜的拉伸力学性能随 MWNTs含量的变化关系。结果表明 , 一定含量的 MWNTs能有效地分散于 PU 溶液中 , 并能成功地纺出 MWNTs/PU 复合微/纳米纤维。随 MWNTs在 PU 纤维中含量的增加 , 纤维的直径变细 , 复合纤维的玻璃态转变温度提高。在所研究的含量范围内 , 无纺布的拉伸强度和断裂伸长率随 MWNTs 含量的增加而有所增大。      

静电纺PA-SA/PET/MWNTs复合相变纤维的制备及储热性能研究

以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、棕榈酸和硬脂酸二元低共熔物(PA-SA)和多壁碳纳米管(MWNTs)为原料,通过静电纺丝的方法制备了新型的PA-SA/PET/MWNTs定形相变复合纤维。研究了强酸处理后的MWNTs对静电纺PA-SA/PET/MWNTs复合相变纤维的形貌结构和储热性能的影响。FT-IR光谱分析表明,强酸处理后在MWNTs的表面成功的引入了羧基(-COOH)官能团。SEM观察表明,随着MWNTs的加入,复合相变纤维表面沟槽变得更加明显且纤维直径明显增大。DSC分析表明了MWNTs的含量对复合相变纤维的熔化焓值和结晶焓值有一定的影响,对熔化温度和结晶温度没有显著性的影响。     

MWNTs／Lyocell复合纤维的制备及性能EI

将改性多壁碳纳米管(MWNTs)、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)水溶液及纤维素共混后制备了MWNTs/Lyocell复合纤维。采用X射线衍射仪(WAXD)、场发射扫描电镜(FSEM)、强度仪等分析了复合纤维的结构和性能。WAXD图谱显示:MWNTs已经混入到复合纤维的纤维素主体中,且未影响纤维素Ⅱ的晶型结构;FSEM及二维X射线衍射结果表明:复合纤维中,MWNTs分布均匀,且其沿纤维轴向的取向角随纺丝喷头拉伸比的增大而减小;对纤维的力学性能分析进一步表明:添加适量的MWNTs可使复合纤维的力学性能改善。其中,质量分数为1%MWNTs的复合纤维的初始模量和强度分别比未添加碳纳米管的Lyocell纤维提高了42%和22%。     

两种有机黏土与PA6复合纳米纤维的结构与热稳定性的比较

通过简单的溶液混合及静电纺丝的方法制备了含有两种不同有机黏土的聚酰胺6(PA6)复合纳米纤维.首先将有机黏土分散在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,PA6溶解于甲酸中,然后将两种溶液进行充分混合后制得静电纺丝液,最后通过静电纺丝来制备PA6复合纳米纤维.通过XRD、XPS、SEM和TGA分别对纯PA6纳米纤维和两种复合纳米纤维的结构、形貌和热稳定性进行表征与比较.XRD和XPS的研究结果表明,黏土层在复合纳米纤维中分散均匀.TGA的分析表明,由于有机黏土的隔热作用,PA6复合纳米纤维在700℃时的热稳定性和残余量都比PA6纳米纤维的高.并且,硅酸盐晶格上铁离子的作用使得PA/Fe-OMT复合纳米纤维的残余量也明显高于PA/Na-OMT复合纳米纤维.     

静电纺丝法制备MWNTs/聚胺醚复合纳米纤维

用静电纺丝法制备MWNTs/聚胺醚复合纳米纤维,将收集到的无纺布通过SEM观察其微观形貌,并用Image-Pro Plus 6.0软件测量纤维的直径;分别用TG和XRD测试了复合纤维的热性能和结晶行为。结果表明,MWNTs含量较多的纺丝溶液受到的电场力较大,比较容易得到纤维,且得到的纤维直径较细;MWNTs含量为1%时溶液的可纺浓度为30%～34%;TGA分析表明,随碳管含量增加复合纳米纤维的热稳定性提高;XRD分析表明,碳管较好地分散于聚胺醚中。     

PAN/MWNTs纳米纤维的制备及电磁屏蔽性能研究

采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈/多壁碳纳米管(PAN/MWNTs)复合纳米纤维。利用红外光谱和扫描电镜分别对纳米纤维结构和形貌进行了表征分析,并用高阻仪和矢量网络分析仪分别对PAN/MWNTs纳米纤维的导电性能及电磁屏蔽性能进行了测试。结果表明,随着MWNTs含量的增加,纤维直径减小,纤维的导电性能增强;纳米纤维膜在低频段均表现良好的电磁屏蔽效果,在1～15MHz频率范围内,当碳纳米管的含量达到10%以上时,屏蔽率达到90%以上。     

静电纺丝法制备MWNTs／聚胺醚复合纳米纤维

摘要用静电纺丝法制备MWNTs／聚胺醚复合纳米纤维，将收集到的无纺布通过SEM观察其微观形貌，并用Image-ProPlus6．0软件测量纤维的直径；分别用TG和XRD测试了复合纤维的热性能和结晶行为。结果表明，MWNTs含量较多的纺丝溶液受到的电场力较大，比较容易得到纤维，且得到的纤维直径较细；MWNTs含量为l％时...     

炭二氧化硅复合气凝胶的合成及结构分析

将二氧化硅溶胶和间苯二酚-甲醛溶液混合,经溶胶凝胶反应得到复合湿凝胶. 再经超临界干燥和炭化得到炭-二氧化硅复合气凝胶. 分别用氢氟酸刻蚀和空气烧蚀复合气凝胶中的二氧化硅和炭,得到结构完整的炭气凝胶和二氧化硅气凝胶. 复合湿凝胶经常压干燥、炭化和氢氟酸刻蚀能得到炭干凝胶. 利用透射电镜和低温氮气吸附对上述凝胶的微结构进行了表征. 结果表明：复合气凝胶中,炭和二氧化硅纳米网络各自连续并相互嵌套. 由于二氧化硅纳米网络的支撑作用,复合凝胶在超临界干燥和高温炭化过程中体积收缩减小,网络塌陷降低. 所得炭气凝胶具有高比表面（934m²/g）和高孔容（3.9cm³/g）的特点.     

多壁碳纳米管/聚乳酸复合超细纤维的制备及性能

通过静电纺丝法制备出多壁碳纳米管（MWNTs）增强聚乳酸（PLA）复合超细纤维膜。用扫描电镜、透射电镜、差示扫描量热仪、热重分析仪对MWNTs/PLA复合超细纤维进行了表征,并进行了拉伸测试。结果表明,MWNTs分散于PLA纤维中,随着MWNTs含量的增加,纤维平均直径先减小后增大,MWNTs的加入会降低PLA的结晶度...     

Transmission Electron Microscopy and the Science of Carbon Nanomaterials

Carbon is a unique and versatile element that is capable of forming different architectures at nanoscale. The element has become a key component in nanoscience and nanotechnology. Transmission electron microscopy (TEM) acts as “our eyes” enabling us not only to reveal the morphology, but also to provide structural, chemical and electronic information of nanocarbon on the atomic level. In fact, except for fullerene, nearly all types of carbon nanomaterials were discovered by TEM, such as carbon nanotubes, carbon nanocones, and graphene‐like nanocarbon. It cannot be imagined what nanoscience and nanotechnology would be without the contributions of TEM. Herein, the “interaction” between TEM and the science of carbon nanomaterials is reviewed and it is demonstrated for some selected examples that TEM provides a dramatic driving force for the development of nanocarbon science.     

基于微波等离子体方法生长的纳米碳对碳纤维/环氧树脂复合材料界面性能的影响

为了提高复合材料的界面性能,采用微波等离子体（MPECVD）方法,通过控制工艺参数,在碳纤维（CF）表面生长结构形貌各异的纳米碳,将其引入CF/环氧树脂（EP）复合材料界面微区。采用FESEM研究了不同MPECVD工艺参数对沉积纳米碳结构形貌的影响,采用单纤维破碎实验研究了纳米碳形貌对CF/EP复合材料的界面性能影响,探讨了纳米碳-CF/EP复合材料界面微观结构与其界面性能之间的关系。结果表明：随着MPECVD沉积功率的变化,沉积的纳米碳结构形貌变化较大。当沉积功率为700 W时,制备得到的多尺度纳米碳-CF/EP复合材料界面性能最高,界面剪切强度（IFSS）达到112.38 MPa,提高了118.85%。     

含碳耐火材料酚醛树脂结合剂的研究现状与展望

含碳耐火材料不仅热导率较高,具有较好的抗热冲击性能,而且与熔渣不润湿,具有良好的抗侵蚀性能,因此大量生产并在冶金工业中广泛应用。酚醛树脂因具有与石墨润湿、残碳率高、环境友好、结合强度较高的特点而广泛用作含碳耐火材料结合剂。然而,酚醛树脂热解碳为脆性的非晶结构,不仅在应力作用下易脆性断裂,而且在高温下容易氧化。很多研究致力于酚醛树脂的化学改性。为提高酚醛热解碳的抗氧化性能或力学性能,提高酚醛树脂残碳率,通常添加过渡金属化合物、纳米碳、半导体陶瓷作为催化剂以提高热解碳的有序度,或者在其酚醛树脂热解碳基体中生成具有较高石墨化度的碳纳米管、碳纳米纤维以及Si C纳米线。     

碳纤维电泳沉积碳纳米管对界面性能的影响

采用碳纳米管电泳沉积到碳纤维表面,达到改性碳纤维复合材料界面性能的目的.将羧基化的碳纳米管在十六烷基三甲基溴化铵的分散作用下制备成不同浓度的水溶液,在电场作用下,将碳纳米管电泳沉积到碳纤维表面.通过扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱以及动态接触角对处理前后的碳纤维的表面形貌、表面元素及浸润性进行表征.研究结果表明,经过电泳沉积碳纳米管后,碳纤维的表面粗糙度、表面极性官能团含量及表面能都有较大提高,纤维的浸润性得到提高.对复合材料的界面性能分析表明,复合材料的界面性能在经过处理后有很大提高,当碳纳米管的质量浓度为0.1%,界面剪切强度提高了72.93%.     

不同官能化碳纳米管对MWCNTs-碳纤维/环氧树脂复合材料力学性能的影响

为研究加入不同官能化碳纳米管对环氧树脂力学性能的影响,通过对羧基化多壁碳纳米管(MWCNTsCOOH)进行化学处理,得到表面接枝乙二胺的碳纳米管(MWCNTs-EDA)。分别将MWCNTs-COOH和MWCNTs-EDA分散在环氧树脂中,通过热熔法制备环氧树脂中含有碳纳米管的T700碳纤维预浸料,并热压成准各向同性复合材料层合板。结果表明:MWCNTs-EDA在环氧树脂中的分散性优于MWCNTs-COOH,MWCNTsEDA本身具有固化反应活性,加入后对基体的交联密度影响较小。与MWCNTs-COOH相比,MWCNTs-EDA可以有效改善环氧树脂及碳纤维/环氧树脂复合材料的力学性能。当MWCNTs-EDA含量为1.0wt%时,MWCNTs-碳纤维/环氧树脂准各向同性复合材料层合板的压缩性能、弯曲性能和冲击后压缩强度分别提高了14.7%、40.9%和20.6%。     

Application and Future Challenges of Functional Nanocarbon Hybrids

Hybridizing nanocarbons, such as carbon nanotubes (CNTs) or graphene, with an active material is a powerful strategy towards designing next‐generation functional materials for environmental and sustainable energy applications. While research on nanocomposites, created by dispersing the nanocarbon into polymer or ceramic matrices, began almost immediately after the popularization of CNTs and graphene in 1991 and 2004, respectively, nanocarbon hybrids are a relatively recent addition to the family of composite materials. In contrast to nanocomposites, which typically combine the intrinsic properties of both compounds, nanocarbon hybrids additionally provide access to both a large surface area required for gas/liquid‐solid interactions and an extended interface, through which charge and energy transfer processes create synergistic effects that result in unique properties and superior performance. This progress report looks at the history of research on nanocarbons (fullerenes, CNTs and graphene) and their composites and hybrids, presents the origin of synergistic effects, reviews the most intriguing results on nanocarbon hybrid performance in heterogeneous catalysis, electrocatalysis, photocatalysis, batteries, supercapacitors, photovoltaics and sensors, and discusses remaining challenges and future research directions.     

碳纤维表面原位固相协同生长纳米碳管

在碳纤维(CF)表面直接原位生长碳纳米管(CNTs),可有效避免CNTs分散不均的问题,充分发挥二者的优势,对获得高层间性能的碳纤维增强树脂基复合材料(CNTs-CF/EP)具有重要的意义。本文对CF进行表面改性处理,在CF表面负载催化剂粒子,然后通过原位生长法并在助催化剂噻吩的协同作用下,在CF表面固相生长了CNTs。此方法得到的CNTs-CF,不仅有效避免CNTs在基体中的相互缠绕、难以分散等问题。而且由于生长CNTs的碳源主要来自CF,二者结合强度较高,对提高CNTs-CF/EP的层间性能非常有利。借助于SEM、XRD及FT-IR等分析测试手段,研究了催化剂Ni(NO_3)_2·6H_2O浓度对表面长有CNTs的CF的形貌、结构及其性能的影响。结果表明:在适当的催化剂浓度(0.2mol·L~(-1))负载中,CF表面能够生长出结合牢固、垂直生长且均匀分布的CNTs,但力学性能有所下降。     

CFRP层合板抗分层损伤技术研究进展

碳纤维/聚合物基复合材料(CFRP)具有高比强度、高比模量、性能可设计、结构尺寸稳定性高、耐疲劳、耐腐蚀等优点而被广泛应用于陆、海、空、天等高性能载具中。各类碳纤维复合材料结构中,层合结构是主要结构形式。传统的CFRP层合结构中各铺层之间缺少纤维增强,故而导致CFRP层压板易产生层间分层且抗冲击损伤能力较低,因此层合板抗分层损伤和破坏方法成为关键问题和研究热点。本文综述了层合板抗分层损伤的方法,并对这些方法的适用性、优缺点进行了比较与阐述;重点归纳了利用碳纳米管提升层合板抗分层损伤的研究进展,并对碳纳米管的性能、增韧机理进行了阐述以及碳纳米管的增韧方法和效果进行了综述与归纳,讨论了"碳纳米管层间Z向增韧"进一步提高复合材料层间性能的可能性。     

催化剂加载对连续碳纤维表面生长碳纳米管的影响

通过化学气相沉积(CVD)在碳纤维表面还原得到均匀细小的催化剂颗粒并在碳纤维表面催化生长了均匀、规整的碳纳米管(CNTs)。系统研究了催化剂种类以及浓度对碳纳米管产量和微观组织结构的影响,探究了碳纤维的浸润性能和单丝强度的变化。结果表明,Ni的催化活性最高,Co的催化活性适中,产生的CNTs较为均匀、规整,当催化剂浓度为0.02mol/L时,碳纤维表面生长CNTs多尺度增强体的拉伸强度最大。碳纤维表面生长CNTs,促使碳纤维的表面粗糙度增加,与树脂之间的结合变强,从而提高了碳纤维与环氧树脂之间的浸润性。     

金属型与半导体型碳纳米管的分离方法

根据导电性质的不同,碳纳米管可分为金属型和半导体型.在碳纳米管的合成过程中,不同导电性能的碳纳米管总是混合在一起,很难把它们分离开来.分别从物理、化学和生物的角度介绍了目前分离金属型和半导体型碳纳米管的方法,认为DNA自组装分离碳纳米管的方法优于其它的方法,能够将不同类型的碳纳米管分离出来,并且,在分离的数量上优于所有其它的分离方法.