催化法制备多壁碳纳米管

采用复合氧化物LaFeO3,C2H2为碳源,合成了高纯度的碳纳米管,考察了温度对产量的影响。利用TEM,HR－TEM,XRD,Raman等手段对所制备的纳米碳管进行了观察和表征。碳纳米管管径均匀,石墨化程度较高,易于纯化。     

碳纳米管超疏水表面的研究进展

超疏水表面的制备成为近年来研究的热点,而碳纳米管因其优异的性能被应用到超疏水表面的制备中。从阵列结构和非阵列结构碳纳米管超疏水表面两个方面综述了近年来碳纳米管超疏水表面的研究进展,并对其未来的发展趋势进行了探讨。     

聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料的制备与性能研究

以吡咯为单体、三氯化铁为氧化剂,采用反相微乳液聚合法,分别在十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液中和含有多壁碳纳米管( MWCNTs)的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液中,通过化学氧化法制得了聚吡咯纳米颗粒和聚吡咯/多壁碳纳米管(PPy/MWCNTs)导电复合材料.利用SEM、TEM、FT-IR、XRD和四探针电导率议对复合材料进行了表征.结果表明,当SDBS浓度为0.0120mol/L时所制备的聚吡咯纳米颗粒的电导率在1.00S/cm左右;在含有MWCNTs的SDBS溶液中,单体在SDBS的胶束内聚合,表面活性性剂及其胶束吸附在MWCNTs的表面,表面活性剂的浓度和碳纳米管的用量对PPy/MWC     

多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能

以化学修饰法在多壁碳纳米管上成功接枝了四乙烯五胺,并用溶液共混法制备出多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料。使用电子拉力试验机、Agilent 4294A、差示扫描量热(DSC)和扫描电镜(SEM)对复合材料进行研究。结果表明,修饰后的碳纳米管能均匀分散在基体中,添加经修饰后的碳管比添加原始碳管更能提高环氧树脂的力学强度、热稳定性和介电性能。当经修饰后的碳管质量分数为1.5%时拉伸强度和断裂伸长率分别增加了84.3%和150%,玻璃化转变温度提高了32℃,复合材料的介电常数高达25.8。     

Lyocell/多壁碳纳米管复合纤维的制备及性能

将多壁碳纳米管(MWCNTs)水悬浮液、N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)溶液及纤维素共混得到纺丝液,通过干湿法制备了Lyocell/MWCNT复合纤维。采用X-衍射仪(WAXD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、强度仪等分析了所得纤维的结构和性能。WAXD图谱显示复合纤维仍然具有纤维素II晶型的结构,同时还保留了MWCNTs的特征衍射峰;二维X衍射结果表明:MWCNTs质量分数为5%的复合纤维中,MWCNTs与纤维轴的取向角为±15.2°,说明复合纤维中MWCNTs基本沿着纤维轴取向。SEM结果显示复合纤维中MWCNTs在Lyocell基体中分布均匀。对纤维的力学性能分析进一步表明:添加适量的MWCNTs可使复合纤维的力学性能提高,MWCNTs质量分数为1%的复合纤维的初始模量和强度分别比Lyocell纤维增加49.4%和15.7%。     

超疏水硅橡胶涂层的制备

采用相分离的方法制备了超疏水硅橡胶涂层,并研究了配比、温度、时间和溶剂对涂层疏水性能的影响。采用接触角测试仪对涂层和粉末的疏水性进行了测试,用扫描电镜(SEM)进行了形貌表征。结果表明:在一定的条件下,接触角最高可达155.14°;即使涂层变成粉末,仍然具有非常好的疏水性;SEM测试表明材料是多孔的,并且表面有大量的微纳突起结构。     

近红外反射超疏水黄色涂层的制备和性能

将钛铬棕粉末(TCB)、金红石型二氧化钛(TiO₂)、疏水纳米二氧化硅(SiO₂)与聚二甲基硅氧烷(PDMS)溶液混合,一步刷涂制备出超疏水黄色涂层,系统地研究了涂层的表面润湿性、疏水稳定性、耐紫外线老化性能、自清洁性能、以及近红外反射性能。结果表明,这种涂层的水接触角(CA)和滚动角(SA)分别为155.2°和5.4°;涂层在1.0 kPa的压力下经过2 m距离的砂纸磨损后和5 L的水流冲击后依然保持优异的疏水性,其附着力和硬度分别达到2级和6B等级;不同pH值的溶液在涂层表面都具有超疏水效果并具有化学稳定性;用紫外线照射240 h后涂层表面仍然保持极强的疏水性,表明其具有耐紫外线老化性能;涂层表面具有优异的自清洁性能,污染物极易地被水滴带走;涂层的近红外反射率和太阳反射率分别达到0.858和0.672,对普通水泥板具有明显的降温效果,在户外暴露和水流冲击后仍保持较高的反射率。     

燃烧合成疏水BN粉体和超疏水涂层的制备及其性能表征

具有分级结构的BN纳米薄膜展现出优异的超疏水性, 但由于该薄膜的制备过程复杂、成本昂贵, 不适宜大规模的生产和应用。与之相比, 基于疏水BN粉体的超疏水涂层的应用会更为便捷。本研究采用镁热还原氮化燃烧合成法结合酸洗工艺制备了疏水的单相BN粉体, 水接触角为(144.6±2.4)°, 疏水性可以归因于BN粉体颗粒具有的微纳分级结构。在此基础上, 以这种燃烧合成的疏水BN粉体为填料制备的BN/氟硅树脂复合涂层进一步表现出超疏水性, 其中质量分数30% BN/FSi树脂涂层的水接触角为(151.2±0.7)°, 滚动角约为8°。该涂层与文献报道的通过CVD方法制备的BN纳米薄膜的性能相当, 但工艺更加简单。这是一种利用陶瓷粉体的疏水性来制备超疏水有机无机复合涂层的简便易行的新方法, 有望获得广泛的工程应用。     

水溶性多壁碳纳米管的制备

采用NaOH/H2O2氧化法合成了羟基化水溶性多壁碳纳米管(MWCNTols)。通过正交实验法对反应条件进行了优化,并采用TEM、SEM、拉曼光谱等手段对样品进行了表征。MWCNTols在水溶液中的溶解度可达0.72 mg/mL。在此基础上将MWCNTols经聚乙烯吡咯烷酮(PVP)包裹后合成了PVP-MWCNTols。由于PVP良好的亲水性进一步增强了包裹产物在水中的分散性能,其溶解度可达2.34 mg/mL,且水溶液均匀、稳定,在室温下保存60 d以上不发生聚集和沉淀。PVP-MWC-NTols中MWCNTols的质量分数为41%。     

海泡石超疏水复合涂层的制备和性能

在不同条件下在有机化改性的海泡石粉体悬浮液中加入表面活性剂进行偶联改性,然后进行超声、离心脱水、洗涤、干燥和研磨制得粉体,再使用无水乙醇和分散制成涂料,将涂料涂敷于载玻片表面制备出海泡石超疏水涂层.使用OCA 20接触角测试仪测试涂层与水的接触角(CA)和滚动角(SA),使用BRUKER-80v傅里叶红外光谱仪分析改性...     

流动催化热解法制备高质量多壁碳纳米管的研究

以甲烷为碳源,N2和H2作载气,二茂铁作催化剂前驱体,采用流动催化热解法制备出大量高质量取向性好的多壁碳纳米管(MWCNTs)。利用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和Raman光谱对碳纳米管的形貌和结构进行了表征。该制备过程工艺简单并且成本低廉,对实现碳纳米管的规模生产具有重要意义。     

以预锂化多壁碳纳米管为负极的锂离子电容器性能

采用内部短路方式对多壁碳纳米管负极进行不同程度的预嵌锂处理,预嵌锂时间为5,30,60min,以预嵌锂多壁碳纳米管极片作为负极,活性炭极片作为正极,组装成锂离子电容器。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对多壁碳纳米管及电极极片进行表征分析,采用恒流充放电(GCD)和交流阻抗谱(EIS)研究预嵌锂多壁碳纳米管负极和未预嵌锂处理多壁碳纳米管负极锂离子电容器的性能。电化学测试结果表明,多壁碳纳米管负极预嵌锂大幅提高了电容器充放电性能,对比未嵌锂多壁碳纳米管电容器,在相同的电流密度下(100mA/g),能量密度提高400%。预嵌锂60min,电流密度100mA/g时,其比容量达到57F/g。在电流密度为100～3200mA/g范围内,其最高能量密度与功率密度分别达到90Wh/kg,4130W/kg。1000次充放电循环后,容量保持率维持在85%以上,表现出良好的超级电容器性能。     

Formation of willow leaf-like structures composed of NH2-MIL68(In) on a multifunctional multiwalled carbon nanotube backbone for enhanced photocatalytic reduction of Cr(VI)

Efficient separation and transfer of photogenerated electron/hole as well as enhanced visible light absorption play essential roles in photocatalytic reactions.To promote the photocatalytic reduction of Cr(Ⅵ),a toxic heavy metal ion,multiwalled carbon nanotube (MWCNT) was introduced as an electron acceptor into NH2-MIL-68(In).This led to the growth of a willow leaf-like metal-organic framework (MOF) on an MWCNT backbone forming MWCNT/NH2-MIL-68(In)(PL-1),which showed a highly efficient transfer of photogenerated carriers.Moreover,MWCNT incorporation introduced more mesopores for Cr(Ⅵ) diffusion and enhanced the visible light adsorption without lowering the conduction band position.As a result,the photocatalytic kinetic constant of PL-1 was found to be almost three times higher than that of the parent NH2-MIL-68(In).Thus,growing MOFs on MWCNTs provides a facile and promising solution for effective remediation of environmental pollution by utilizing solar energy.This work provides the first example of using MWCNT/MOF composites for photocatalytic reactions.     

多壁碳纳米管/聚亚苯基苯并二噁唑复合材料的微结构与性能

以甲基磺酸(MSA)为溶剂通过溶液共混法制备了不同多壁碳纳米管(MWNTs)含量的多壁碳纳米管/聚亚苯基苯并二噁唑(MWNTs/PBO)复合材料, 用扫描电镜(SEM)对热处理前后复合材料的微结构进行了分析, 并对其导电、力学和耐热性能进行了研究。结果表明: MWNTs能均匀地分散在聚合物基体中, 并能形成一定的网络结构, 热处理后的复合材料较热处理前的结构更致密, 导电性能和力学性能都有所改善, 其中MWNTs质量分数为10％的热处理后复合材料与纯PBO聚合物相比, 体积电阻率降低约9个数量级, 而拉伸强度和拉伸模量分别提高了95％和53％, 耐热性能也有一定的提高。      

Ageing effect on the field emission reproducibility of multiwalled carbon nanotubes

The ageing effect on the field emission (FE) reproducibility of multiwalleded carbon nanotubes (MWCNTs) synthesised by plasma enhanced chemical vapour deposition was investigated by scanning electron microscopy. To investigate the ageing effect on the physical state of the MWCNTs, a scanning electron microscope (SEM), a Raman spectrometer, an X-ray photoelectron spectroscope and an X-ray diffractometer were used to characterise the MWCNTs comprehensively before and after the ageing. Through ageing, the FE reproducibility became better because the larger number and more evenly distributed shorter MWCNTs – (resulted from the local vacuum breakdown of higher MWCNTs due to Joule heating and oxidisation) – became the dominating emitters.     

New route for bromination of multiwalled carbon nanotubes under mild and efficient conditions

A short study on bromination of multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) through new and convenient methods was reported. Bromine (Br) is chemically attached on MWCNTs surfaces through electrophilic addition and radical reactions using N-Bromosuccinimide (NBS), NH₄NO₃/NBS and Br₂ under thermal and UV conditions. Functionalized CNTs with Bromine groups, were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermo gravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy and X-ray diffraction (XRD) methods.     

多壁碳纳米管的表面修饰及其在溶剂中的分散性

利用高温催化裂解生长多壁碳纳米管,用硝酸氧化使其表面羧酸化,并经酰氯化后与十二烷基胺反应形成表面酰胺化,通过红外、核磁、微量热天平等方法进行表征.结果表明:硝酸氧化后的碳纳米管在水等强极性溶剂中有良好的分散性;酰胺化后,十二烷基脂肪链使碳纳米管表面极性大为降低,因此在氟仿等弱极性溶剂中有良好的分散性.     

辣根过氧化物酶在多壁碳纳米管——壳聚糖膜中的电化学和生物传感性质

采用壳聚糖包裹的多壁碳纳米管膜固定辣根过氧化物酶(HaP)于玻碳电极表面,实现了HRP的直接电化学并以此酶膜制备了NO生物传感器.在磷酸缓冲溶液中固定在电极表面的HRP氧化还原式电位为-0.354 V(us.SCE),直接电子转移速率常数为4.24±1.02 s-1.研究结果表明,固定在电极表面的HRP能保持其对一氧化氮还原的生物电催化活性,该传感器在NO浓度为1.0×10-4~1.4×10-3 mol L-1范围内存在线性响应,响应时间小于11 s,NO的检出限为7×10-4 mol L-1.多壁碳纳米管特殊的电学性质和壳聚糖良好的生物相容性性使得构筑的HRP生物传感器呈现了良好的应用前景,尤其适用于痕量NO的检测.     

多壁碳纳米管/尼龙6复合材料的液相共混法制备及其性能

通过液相共混法制备了多壁碳纳米管/尼龙6(MWCNTs/PA6)复合材料, 研究了不同MWCNTs改性方法及添加量对复合材料热性能和结晶性能的影响。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、FTIR、DSC、XRD 和 TG对MWCNTs/PA6复合材料进行表征。结果表明: MWCNTs的加入提高了PA6的热稳定性, 且胺功能化的MWCNTs(d-MWCNTs)表现尤为明显; 当d-MWCNTs的质量分数为7.5%时, MWCNTs/PA6复合材料结晶度从48.09%提高到56.62%, 聚合物大分子之间的缠绕度最低。     

聚偏氟乙烯/碳纳米管纳米复合材料的制备和表征

采用超声波分散法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/多壁碳纳米管(MWCNT)复合材料。利用扫描电子显微镜、差示扫描量热法和傅立叶变换红外光谱等方法研究了复合材料的形态,考察了MWCNT用量对复合材料结晶行为和力学性能的影响。结果表明,通过超声处理,PVDF和MWCNTs之间产生了相互作用,复合体以球状的形式存在。MWCNTs的引入导致具有压电性的β相形成和屈服强度的提高。根据实验结果,对PVDF/MWCNT复合球体和β相的形成机理提出了可能的解释。