Ni修饰的碳纳米管及其加氢催化性能研究

用浸渍法将Ni负载到经功能化的多壁碳纳米管上(MWCNTs)上,采用电镜(TEM)红外光谱(IR)TPR、TPD、CS2中毒实验对催化剂进行表征,以苯加氢为探针反应,结果发现经Ni修饰的多壁碳纳米管相比同样负载量的γ-Al2O3载体具有更好的催化活性和抗毒性能.并且在经Ni修饰的多壁碳纳米管上容易产生"氢溢流"现象.     

多壁碳纳米管致人肝癌细胞HepG2毒性及代谢酶表达变化

采用实时无标记细胞分析系统研究多壁碳纳米管(MWCNTs)对人肝癌细胞HepG2毒性作用,确定MWCNTs是否会影响肝脏代谢酶谷胱甘肽S转移酶P1(GSTP1)和细胞色素P450亚酶CYP1A1的表达。利用0.12、0.25、0.5、1和2 mg/mL的MWCNTs处理HepG2细胞24、48和72h后,采用噻唑蓝比色法(MTT)测定MWCNTs对肝癌细胞HepG2增殖的抑制作用。利用实时无标记动态细胞分析(RTCA)系统动态监测不同剂量(0.25、0.5、1 mg/mL)MWCNTs对HepG2细胞生长的影响。细胞经MWCNTs处理48 h后,实时定量荧光PCR(RT-PCR)和蛋白质印迹法(Western Blot)检测肝脏代谢酶GSTP1和CYP1A1的mRNA水平和蛋白水平的变化情况。结果显示MWCNTs可以抑制HepG2细胞的增殖,且呈一定的剂量和时间依赖性。实时无标记细胞分析法能够准确监测MWCNTs对细胞增殖的过程,并且能避免多壁碳纳米管材料对数据的干扰。经MWCNTs处理后的细胞中肝脏代谢酶GSTP1mRNA水平和蛋白水平上调,而CYP1A1的mRNA水平和蛋白水平显著下降。     

壳聚糖即型水凝胶的体内代谢研究

壳聚糖及其衍生物作为生物医用高分子材料已被广泛应用,研究其在动物体内的吸收降解是此类生物医用材料应用于人体的必要前提。壳聚糖即型水凝胶是以壳聚糖为主要材料制备的新型生物医用材料,可在体内降解吸收。以异硫氰酸酯(FITC)标记法研究了该水凝胶经大鼠腹腔注射后的吸收、降解和分布,为该水凝胶应用于体内提供实验数据。实验结果显示,壳聚糖即型水凝胶经大鼠腹腔注射后能够较快被腹腔吸收,并经血液转运至各代谢器官,在肝脏内有一过性的积累,在其它脏器内分布较少,其主要代谢途径是血液→肝脏→肾脏→尿液,在17d时,通过此途径排出的量占注射量的88%,排出体外的分子量均小于10kD。     

高分散多壁碳纳米管增强铝基复合材料的制备(英文)

采用机械合金化技术制备高分散多壁碳纳米管(MWCNTs)-铝(Al)复合材料。将纯度99%的铝粉和质量分数2%的MWCNTs经超声和水平球磨处理使Al颗粒与MWCNTs间产生机械键合力。场发射SEM观察表明,MWCNTs分散在Al薄片的表面,随球磨时间的不同,颗粒大小和形貌各异。采用加压烧结手段将混合粉末加工成块体材料,其微观硬度测试表明,加入MWCNTs后Al基体的机械性能得到提高。     

高压条件下块体碳纳米管的制备(英文)

分别以高纯碳纳米管(MWCNTs)、未纯化MWCNTs和盐酸纯化MWCNTs为原料,铅(Pb)和石墨(Gr)为压力传递媒介,在4GPa和7.7GPa高压和室温条件下制备块体碳纳米管。其直径约为6nm,呈圆柱形块体。采用拉曼光谱仪、X-射线衍射仪、氮吸附仪和透射电镜表征样品。结果表明,含有MgO催化剂杂质的未纯化MWCNTs,以Pb为媒介时,在7.7GPa下可获得最佳压缩样品。高压可引起MWCNTs压缩和剪切应力。Pb容器作为准静压传递媒介可提供更多压缩应力,同时杂质能作为黏结剂,从而有利于得到致密化度较高的MWCNTs。     

熔融共混法制备MWCNTs/PET复合材料及性能研究

首先以苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷为溶剂制备质量分数为10%(以下同)的多壁碳纳米管/聚对苯二甲酸二乙二醇酯(MWCNTs/PET)母粒,然后通过实验室用熔融共混挤出机制得不同MWCNTs含量的MWCNTs/PET复合材料(MWCNTs的含量为0.2%～2.0%)。扫描电子电镜(SEM)观察发现MWCNTs在母粒以及PET复合材料中均能良好分散;Instron1122力学拉伸性能以及动态力学分析(DMA)结果均表明,添加的MWCNTs对PET材料具有增强作用。另外,差示扫描量热分析(DSC)表明,MWCNTs在PET结晶过程中具有异相成核剂的作用,能够促进聚合物链的结晶有序排列。本研究中,当MWCNTs的添加量达到2.0%时,PET复合物的导电性能有较明显提高。     

旋转摩擦挤压制备MWCNTs/Al复合材料的组织及磨损性能EI北大核心CSCD

采用旋转摩擦挤压(RFE)法制备多壁碳纳米管增强铝基(MWCNTs/Al)复合材料,分析MWCNTs/Al复合材料的显微组织、硬度和磨损性能。结果表明:用RFE法可制备具有一定形状尺寸的块体MWCNTs/Al复合材料;复合材料的成形质量好,显微组织为经动态再结晶后的细小等轴晶,MWCNTs在铝合金基体中分布均匀。复合材料的硬度随着MWCNTs体积分数增加先增加后降低,当MWCNTs体积分数为4%时,硬度是经RFE加工后基材的1.2倍。MWCNTs在复合材料磨损过程中起润滑作用,有助于降低MWCNTs/Al复合材料的磨损量提高复合材料的耐磨性。随MWCNTs体积分数的增加,复合材料的磨损率降低,当MWCNTs体积分数大于3%后磨损率变化较小。这是由于MWCNTs体积分数的增加,磨损机制发生变化,即由黏着磨损和轻微磨粒磨损转变为剥层磨损和磨粒磨损。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯共价接枝多壁碳纳米管及其表征

通过两步法将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)分子链共价接枝到多壁碳纳米管(MWCNTs)表面,成功地制备了PET/MWCNTs复合材料。聚丙烯酰氯共价接枝MWCNTs的表面具有多个可反应的酰氯基团,通过与PET端羟基间的反应,以聚丙烯酰氯为中间聚合物层,成功将PET分子链接枝到了碳纳米管表面。采用傅立叶变化红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、核磁(1H-NMR)和热失重分析(TGA)对接枝产物进行了表征,结果表明,PET分子已通过共价接枝的方式接枝到碳纳米管表面,被接枝聚合物的量约为MWCNTs的96%,该接枝聚合物层的存在将有利于多壁碳纳米管与PET树脂间相容性的提高,从而使PET/MWCNTs复合材料的性能得到提高。     

MWCNTs上原位生长CdSe量子点及与牛血清蛋白的偶联

以巯基乙酸为稳定剂在水溶液中实现了CdSe量子点(QDs)在MWCNTs(多壁碳纳米管)上的原位生长,并与生物分子牛血清蛋白(BSA)偶联,通过电镜、荧光、紫外、X射线衍射等技术对CdSe量子点-MWCNTs异质结(CdSe-MWCNTs)及异质结-牛血清蛋白偶联体(CdSe-MWCNTs-BSA)进行了表征。结果表明,CdSe量子点可在碳纳米管活化部位发生原位组装得到CdSe-MWCNTs异质结,该异质结可与牛血清蛋白偶联,CdSe-MWCNTs异质结及偶联后的复合物(CdSe-MWCNTs-BSA)均具有荧光性质。     

功能化碳纳米管负载钯纳米催化剂提高苯甲醇选择性氧化

对多壁碳纳米管进行纯化和功能化处理,比较了未氧化处理与经浓硝酸和浓硫酸混酸(浓硫酸与浓硝酸体积比为3∶1)处理后的不同多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体的Pd催化剂(Pd/MWCNTs)的分散性和粒径。利用X线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等测试手段对所得的样品进行了表征。结果表明,MWCNTs表面不修饰不利于金属Pd纳米粒子的沉积,混酸处理使MWCNTs表面有大量的含氧活性基团,能够促进负载的Pd纳米粒子均一分布,明显提高了苯甲醇氧化为苯甲醛的选择性和转化率。     

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和四探针电导率仪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/MWCNTs复合材料电导率的提高起到重要作用。当SDBS浓度为0.0120mol/L、MWCNTs和单体的质量比为0.20时,可获得电导率为5.68S/cm的PPy/MWCNTs纳米复合材料。     

环境因素对碳纳米管聚集迁移行为的影响

碳纳米管进入自然环境后,其聚集和迁移行为可能受pH、离子强度和溶解性有机质的影响,进而影响其环境归趋。以多壁碳纳米管(MWCNTs)为研究对象,通过改变其溶液的pH值、电解质以及加入腐殖酸,分析了MWCNTs的分散、团聚及迁移行为。结果显示:MWCNTs颗粒在水体中的聚集程度与体系的pH有关,pH越高,其稳定性越好。增加离子强度可促进MWCNTs颗粒的聚集。溶解性有机质可使MWCNTs颗粒在水中的稳定性大大增强并且增加其迁移性,这可能是由于溶解性有机质增加了MWCNTs颗粒的表面电位和空间位阻。增大孔隙水流速度,能够加快MWCNTs在多孔介质中的穿透过程、增大MWCNTs的迁移性。     

纳秒脉冲激光照射对多壁碳纳米管薄膜形貌的影响

采用化学气相沉积法(chemical vapor deposition,CVD)自制的碳纳米管阵列为原料,经过研磨、灼烧纯化得到分散的多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs).采用纳秒脉冲激光(波长355 nm),分别在不同条件下对丝网印刷法制备的MWCNTs薄膜进行照射.扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)表征结果表明,进行相互垂直的双向扫描照射的效果明显好于单向扫描照射的效果,即由前者得到的MWCNTs的网状结构的立体感更明显,单位面积的MWCNTs端点更多;随着脉冲激光能量密度的逐渐增加,突出于表面的MWCNTs端点逐渐增多,以MWCNTs为主的网状分布的轮廓逐渐清晰;脉冲激光重复频率的增加,也有利于改善MWCNTs薄膜表面的形貌.经过脉冲激光能量51.0μJ(1.03 W)、频率20 kHz的脉冲激光照射后,得到以MWCNTs为主的、立体感显著、比较稀疏的网状分布结构,且单位面积的MWCNTs端点数目显著增多.     

羟丙基纤维素修饰碳纳米管及其在水中的自组装

羟丙基纤维素(HPC)通过物理吸附包覆到多壁碳纳米管(MWCNTs)的表面,得到HPCMWCNTs。HPC是一种水溶性纤维素,可显著地提高MWCNTs与水的相亲性。通过比较修饰前后碳纳米管的水接触角及其在水中的分散性,证明HPC已成功地吸附到MWCNTs的表面。动态稳定性测试表明分散体系并非真正稳定,随着时间变化,HPCMWCNTs自组装成束状并沉降到容器底部。透射电子显微镜和扫描电子显微镜显示MWCNTs在自组装体内取向、平行排列。自组装体有整齐的头部和相对松散的尾部,这些圆柱状聚集体的径向尺寸为4~8μm,轴向尺寸为25~35μm。修饰过的MWCNTs由亲水的HPC和憎水的MWCNTs组成,在亲水/疏水的相互作用下,两亲性的HPCMWCNTs在水中形成了"相互垂直的微相分离",从而导致改性MWCNTs有规则的自组装。     

碳纳米管的表面改性及在铜基复合材料中的应用

对碳纳米管进行表面改性,能够显著提高碳纳米管的表面活性、分散稳定性及与基材的结合性,提高其在复合材料中的增强效果。以电化学制备石墨烯量子点(GQDs)作为分散剂和交联剂,对多壁碳纳米管表面(MWCNTs)进行非共价键改性得到MWCNTs/GQDs复合材料。并将改性后的MWCNTs/GQDs复合材料与商品化超细铜粉进行复合,得到具有良好导电性和抗氧化性的铜基复合材料(MWCNTs/GQDs/Cu)。结果表明,水溶液中,GQDs通过π-π键吸附在MWCNTs表面,使MWCNTs的稳定浓度高达1.0 g/L。3.0%(质量分数)的MWCNTs/GQDs复合材料与商品化超细铜粉复合后,其电导率提高5.67%IACS,抗氧化温度提高53.0℃。     

多壁碳纳米管的辐照处理及其对多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料热性能的影响

在空气中用高频高压电子加速器辐照多壁碳纳米管(MWCNTs),采用红外光谱、能谱分析、拉曼光谱和透射电镜表征分析辐照处理对碳纳米管结构的影响;通过原位复合法制备MWCNT/环氧树脂(EP)复合材料.采用场发射扫描电镜、热失重分析和动态力学分析研究辐照处理MWCNTs对环氧树脂热稳定性的影响.结果表明:电子束辐照处理使MWCNTs表面接入了少量的含氧基团,同时破坏了MWCNTs的完整结构,当辐照剂量为170 kGy时,接枝含氧基团的量最多(约为4％),且结构破坏程度较小.与原始MWCNT/EP体系相比,经电子束辐照处理后的MWCNTs在EP中分散得更均匀,并能使材料的最大热分解温度和玻璃化转变温度较纯EP有所提高,在EP中加入质量分数0.5％的经170kGy辐照处理后的MWCNTs,能够使材料的最大热分解温度和玻璃化转变温度分别提高约14℃和8℃.     

氧等离子改性碳纳米管负载SnO2的气敏性能研究

以辉光放电氧等离子改性的多壁碳纳米管(MWCNTs)与氯化锡(SnCl4)为原料,采用液相沉积法制备出多壁碳纳米管负载纳米SnO2复合材料。使用X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱和透射电镜(TEM)对MWCNTs/SnO2复合材料进行表征。结果表明:氧等离子改性能够显著地增加MWCNTs中的含氧基团,MWCNTs负载金红石结构的SnO2纳米颗粒均匀地附着在MWCNTs外侧,管径约40nm。对复合材料进行气敏性测试发现该传感器对一氧化碳具有高度的响应和恢复能力。     

多壁碳纳米管的表面功能化及分散性研究

多壁碳纳米管(MWCNTs)分别经混合、强酸氧化浸泡和酰氯化处理后,再与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)的衍生物(DHDOPO)进行接枝反应得到表面功能化的MWCNTs。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、紫外-可见分光光度仪(UV-Vis)和沉降实验等分别表征改性前后MWCNTs的结构和表面形态,估算DHDOPO在MWCNTs表面的相对接枝率,研究改性前后MWCNTs在乙醇中的分散性。结果表明,MWCNTs经混合强酸氧化后表面出现羧基;DHDOPO在MWCNTs上的相对接枝率为51%;混合强酸氧化和表面接枝DHDOPO的MWCNTs在无水乙醇中具有良好的分散性。     

铜基碳纳米管复合薄膜电沉积制备工艺

为获得碳纳米管分布均匀且导电性良好的铜基碳纳米管复合材料,用超声辅助搅拌复合电沉积方法制备了Cu/MWCNT复合薄膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、四探针电阻率仪等研究了电沉积过程中复合电镀液中碳纳米管浓度、电镀液p H值、脉冲电流密度等各项电沉积工艺参数以及不同退火温度对复合薄膜的组织形貌和电阻率的影响规律.结果表明:改变镀液中碳纳米管含量和电镀液的p H值可以改变镀层中碳纳米管的含量及分布,MWCNTs质量浓度升高到2 g/L时,复合薄膜中MWCNTs的质量分数达2.17%;改变电流密度可以细化镀层组织并改善碳纳米管在镀层中的分布,从而提高镀膜的致密度并降低镀层的电阻率;合适的热处理温度可以改善薄膜结晶度和致密度,并提高导电性.镀液中MWCNTs质量浓度为2 g/L,电镀液p H为2,电流密度为20 A/dm2,电镀时温度在25℃且加入超声辅助搅拌时,所得到的复合镀膜经400℃退火后电阻率最低.     

氨基化多壁碳纳米管的制备及其在复合材料中的应用

采用不同链长的乙二胺(EDA)、己二胺(HMDA)和癸二胺(DMDA)对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行了修饰.利用红外光谱、拉曼光谱、透射电镜及X射线光电子能谱对二元胺修饰的MWCNTs的化学结构进行了表征.结果表明:二元胺可以有效地修饰MWCNTs.经胺化修饰后,MWCNTs-EDA、MWCNTs-HMDA、MWCNTsDMDA表面的N元素含量可分别达到3.52%、4.18%和2.88%,表明在相同的氨化条件下,己二胺的接枝率最高.进一步采用紫外-可见吸收光谱及全能稳定性分析仪对不同链长的二元胺修饰的氨基化MWCNTs在有机溶剂中的分散性进行了半定量的表征.结果显示:氨基化修饰有效改善了碳纳米管在极性溶剂中的分散稳定性,其中己二胺修饰的MWCNTs在乙醇中的分散稳定性最好.将MWCNTs-HMDA引入到传统的炭纤维/环氧树脂复合材料体系中,复合材料的冲击性能及弯曲性能均有较大提高.