对苯二甲酸表面修饰多壁碳纳米管的研究

选用苯二甲酸（TPA）为改性剂,通过酯化反应对多壁碳纳米管（MWNT）进行了表面修饰,讨论了MWNT的用量、反应温度及反应时间对修饰效果的影响,通过红外光谱（IR）和扫描电镜（SEM）表征了样品的形貌与结构。结果表明,MWNT用量为11．76％（质量分数）、反应温度为145℃、反应时间为5h时,TPA对MWNT的修饰效...     

脂肪酸修饰多壁碳纳米管及其摩擦性能研究

采用硫酸和硝酸混合酸对催化裂解法(CVD法)制备的多壁碳纳米管(MWNTs)进行纯化,然后运用硬脂酸对碳纳米管表面进行修饰,并研究了硬脂酸修饰后的碳纳米管的表面状况以及作为润滑油添加剂的摩擦学行为.实验结果表明,在硫酸催化剂作用下,通过化学反应碳纳米管能够被硬脂酸包覆,而且硬脂酸修饰的碳纳米管作为润滑油添加剂能够显著提高成品油的减摩抗磨性能.在1000N载荷下硬脂酸在成品油中的质量百分比为0.4%和多壁碳纳米管质量百分比为0.15%～0.2%时,成品油的摩擦学性能最佳.     

多壁碳纳米管亲水性表面修饰的研究

采用非共价功能化的方法,使用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对多壁碳纳米管(MWNTs)进行表面修饰,获得了亲水性能优良的MWNTs。扫描电镜、原子力显微镜、粒度分析、拉曼光谱、热重分析和紫外-可见光谱等表征测试结果表明,用该方法制备的亲水性MWNTs在水中分散均匀、稳定性好,表面活性剂所占质量分数仅为6%,实验操作过程简单实用。     

多壁碳纳米管的γ辐射修饰

采用60Co-γ射线对多壁碳纳米管进行了辐射修饰.红外光谱分析(FTIR)表明,水中辐射没有在碳纳米管表面接枝上羧基;酸中辐射和干态辐射后用混酸处理都可以使碳纳米管接枝上羧基,但酸中辐射后的碳纳米管接枝上的羧基更多.拉曼光谱分析(Raman)表明,酸中辐射使碳纳米管的IG/ID值降低,使碳纳米管的石墨化程度降低,结构变得不完善.且辐射剂量越大,石墨化程度降低得越厉害,结构越不完善.热重分析(TGA)表明,原始碳纳米管是一步分解,酸中辐射修饰后的碳纳米管是两步分解.且辐射剂量越大,碳纳米管的起始热分解温度越低.     

氧化处理方法与多壁碳纳米管表面羧基含量的关系

从羧基定量化出发，采用红外光谱法、热重分析法和X-射线光电子能谱法详尽研究了氧化处理方法与多壁碳纳米管（MWCNTs）上引入羧基量的关系。结果表明，硝酸氧化法、混酸氧化法和混酸与过氧化氢共同氧化法均可以使MWCNTs表面产生羧基。热重分析法和XPS分析法可以定量分析MWCNTs表面羧基的含量，并且分析结果相近。XPS分析表明，2．5mol／L硝酸氧化48h可以使MWCNTs表面产生摩尔分数为4．80％的-COOH，而混酸（浓HNO3与浓H2SO4体积比为1：3）氧化4h可产生摩尔分数为5．35％的～COOH，如果进一步由质量分数20％的过氧化氢氧化2h，MWCNTs表面产生的-COOH摩尔分数提高到7．55％。     

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.     

多壁碳纳米管的表面乙烯基功能化

本文采用浓硫酸/浓硝酸(3:1,v/v)组成的混酸体系在140℃时对多壁碳纳米管进行了氧化处理,并通过氧化后在多壁碳纳米管表面生成的羟基官能团与丙烯酰氯进行反应,制备了表面乙烯基功能化的多壁碳纳米管.强酸氧化后多壁碳纳米管的表面形貌通过透射电子显微镜进行了观察,结果表明氧化时间为60分钟时所得多壁碳纳米管的长度比较均匀,长径比较大,具有明显的两端开口结构.氧化后多壁碳纳米管表面的官能团通过核磁共振波谱仪进行了表征,结果表明混酸氧化处理60分钟后的多壁碳纳米管的管壁和管端生成了羟基等官能团.氧化后的多壁碳纳米管与丙烯酰氯充分反应后的产物的核磁共振氢谱图表明,反应产物为乙烯基功能化的多壁碳纳米管.     

多壁碳纳米管/PCL-b-PNIPAM复合材料的制备

通过对多壁碳纳米管（MWCNTs）表面修饰合成羟基化的MWCNTs,利用羟基化的MWCNTs催化己内酯开环聚合,接着与溴代异丁酰溴反应,合成MWCNTs接枝聚己内酯（PCL）的大分子引发剂,利用该大分子引发剂引发N-异丙基丙烯酰胺单体进行原子转移自由基活性聚合（ATRP）,成功制备了MWCNTs/PCL-b-PNIPAM复合材料。利用FTIR、TGA、XRD、NMR及TEM对产物进行表征。考察了MWCNTs/PCL-b-PNIPAM复合材料的结晶性能及在氯仿中的溶混性。XRD结果表明:MWCNTs/PCL-b-PNIPAM复合材料的结晶峰与PCL-b-PNIPAM嵌段共聚物基本一致,并且MWCNTs/PCL-b-PNIPAM复合材料在氯仿溶液中有很好的混溶性。      

卟啉修饰多壁碳纳米管及其电荷传输性能研究

采用湿化学方法合成四(对羟基苯基)卟啉(THPP),通过羟基官能团与碳纳米管表面的酰氯反应而将卟啉分子修饰到碳纳米管的表面,并研究复合材料内部的电荷传输性能。结果表明:THPP和碳纳米管两个共轭结构之间存在明显的光致电荷传输。所得材料有望在有机太阳能电池,光致能量和电荷转移方面有很好的应用。     

多壁碳纳米管的纯化及修饰

通过以碱(NaOH)为分散剂进行预处理增大化学反应活性,再以高温加热除去无定型炭等非高度石墨化物质,最后运用混酸(3:1浓硫酸和浓硝酸)进一步去除无定型炭及碳纳米管制备过程中的金属催化剂和金属氧化物,并在纯化的同时引入羧基和羟基等官能团,使修饰后的碳纳米管稳定性、分散性大大加强.     

碳纳米管的表面改性与羟基磷灰石的包覆

通过TEM、FTIR及XRD等检测手段对原位合成法制备羟基磷灰石/碳纳米管复合材料过程中碳管的表面改性及影响羟基磷灰石包覆的因素进行了系统探讨. 研究表明, 浓酸处理后, 碳纳米管表面产生大量官能团; 阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)的加入提高了碳纳米管与水的相容性; 实验中随着(NH₄)₂HPO₄溶液的加入, 羟基磷灰石原位沉积并形成包覆层. 结果发现: 碳纳米管的表面改性、适当的pH值和陈化温度是得到羟基磷灰石连续包覆层的关键因素.     

多壁碳纳米管功能化及其增韧环氧树脂的研究

采用混酸氧化多壁碳纳米管（MWCNTs），然后将其与过氧化丁二酸反应，接着对其进行酰胺功能化处理，并用功能化后的MWCNTs对环氧树脂（EP）进行增韧改性，研究了不同含量MWCNTs对EP力学性能的影响，探讨了其改性机理。研究结果表明，经过功能化处理，MWCNTs表面成功接上了一定数量的酰胺基团，将其加入到EP中可大幅度提高EP的冲击强度，在其用量为1．5wt％时，冲击强度提高了92%,SEM结果显示，加入MWCNTs后印由脆性断裂转变为韧性断裂。     

多壁碳纳米管载体的改性及应用

多壁碳纳米管独特的结构和性质(纳米尺寸、介孔结构和大比表面积)使其成为催化剂的良好载体.侧重于催化领域的应用,结合改性的多壁碳纳米管为载体的催化剂在各催化反应中的应用,综述了催化领域中多壁碳纳米管载体的改性方法,指出针对不同的催化反应需采用不同的方法或多种方法相结合对碳纳米管进行表面改性修饰.     

纳米碳管的表面改性方法研究进展

概括了目前几类常用的纳米碳管(CNTs)表面改性方法的研究进展,分析了各方法的特点、原理及存在的问题,简单地描述了改性后CNTs性质的变化。权衡各方法的利弊,提出了未来CNTs改性的研究方向,即应注重多学科的交叉应用,将各改性手段有机结合,提高修饰效果。同时指出,改性后的CNTs在环境中的迁移转化及产生的环境风险尚不清楚,在今后的研究中还需充分认识改性后CNTs的理化性质,这是对其进行客观风险评价的重要前提。     

多壁碳纳米管在硫酸溶液中的γ辐射剪切

在硫酸溶液中系统地研究了γ辐射法剪切多壁碳纳米管,以及影响碳管长度的反应条件,详细讨论了多壁碳纳米管的剪切机理.采用透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)和Raman光谱对短多壁碳纳米管进行了分析与表征,分析了多壁碳纳米管浓度与其对UV270nm吸光度的关系,得出了多壁碳纳米管质量浓度与其对UV270nm吸光度的线性回归方程.结果表明,γ辐射和硫酸氧化作用在剪切多壁碳纳米管的过程中存在协同效应.随着辐射剂量和酸浓度的增加,剪切后的碳管长度不断缩短.当辐射剂量增加到200kGy、酸浓度为5mol/L时,短多壁碳纳米管长度为200～300nm.辐射剪切的方法在碳纳米管外侧及末端引进C-OH、-COOH等官能团,从而对MWNTs的石墨型结构造成微弱损伤.另外,制备的短多壁碳管在水中可以均匀分散2周而不出现沉淀.     

碳纳米管表面修饰改性、机理研究现状及展望

碳纳米管具有优异的力学、物理性能,是理想的复合材料增强体.金属/碳纳米管复合材料已成为当今的研究热点.由于碳纳米管易团聚,与基体的相容性差,严重影响了基体和增强体之间的结合.为了增强其相容性,需对碳纳米管表面进行修饰.介绍了碳纳米管表面修饰的方法,综述了国内外的研究现状,展望了碳纳米管表面修饰的发展与应用前景.     

3-氨丙基三乙氧基硅烷对多壁碳纳米管的化学修饰研究

先用混酸体系(浓硫酸/浓硝酸体积比为3:1)对多壁碳纳米管进行了氧化处理,再利用氧化处理后多壁碳纳米管表面生成的羟基与3-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂(KH550)进行反应,制备了表面有机修饰的多壁碳纳米管。对比了未经改性的原始多壁碳纳米管、混酸处理过的多壁碳纳米管以及经过表面有机修饰的多壁碳纳米管在水中的分散性能。采用红外光谱、透射电镜、拉曼光谱等对化学修饰前后的各种多壁碳纳米管进行了表征和分析。结果表明,硅烷偶联剂KH550已成功地接到多壁碳纳米管上。硅烷化后的多壁碳纳米管保持碳纳米管的结构不变,在水中基本呈现分散状态并可稳定放置20天以上。     

聚苯胺接枝多壁碳纳米管复合材料的结构与性能研究

多壁碳纳米管(MWNTs)经对苯二胺功能化后,通过原位聚合及去掺杂反应,首次制备了能在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中稳定溶解的本征态聚苯胺(EB)接枝MWNTs(EB-g-MWNTs)复合材料。复合材料中EB与p-MWNTs通过酰胺键连接,形成以p-MWNTs为核、EB为壳的纳米结构,并且EB的结构规整度提高;当该复合材料溶解在NMP中时,溶解度为33.72mg/mL,稳定性好,至少可保存1个月。     

多壁碳纳米管-酞菁铜复合物的合成表征及光电性能

采用氯磺酸作为磺化试剂, 在多壁碳纳米管上接枝氯磺酰基, 之后通过乙二胺的胺解反应, 制备出胺基修饰的多壁碳纳米管MWCNT-NH2, 并进一步与氯磺酰基酞菁铜反应制备出MWCNT-Pc复合物. 产物采用红外光谱,紫外可见, 拉曼光谱, X射线光电子能谱, 循环伏安, 热重分析等进行了表征. 结果表明, MWCNT-NH2上磺酰胺基接枝在MWCNT表面, 而MWCNT-Pc上的酞菁基团是通过MWCNT-NH₂上的酰胺基团与Pc形成复合物, 碳纳米管上约38个碳原子结合一个磺酸基酞菁分子; 该MWCNT-Pc复合物的热稳定性较MWCNT-NH2低; 利用喷涂法构筑了ITO/MWCNT-Pc光电极, 光电性能的研究结果表明在AM1.5光照条件下, 光电压及光电流分别为0.434V和0.158mA/cm²; 在320nm处的IPCE达19.8%, 具有较优良的光电转化性能. 根据测得的MWCNT-Pc的能带结构, 推知MWCNT-Pc的光诱导电子转移过程是Pc端基发生光激发电子跃迁, 此后电子转移到MWCNTs上并进一步传递到ITO, 完成电荷分离.