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。     

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EP由脆性断裂转变为韧性断裂.     

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。     

功能化多壁碳纳米管海绵状微球制备

通过催化化学气相沉积法合成了多壁碳纳米管(MWCNTs).在相转移催化剂甲基三辛基氯化铵存在下,以高锰酸钾(KMnO4)为氧化剂在室温下对MWCNTs进行功能化处理.采用傅立叶变化红外光谱、热失重分析分析法对功能化MWCNTs进行表征.借助超声波降解法将功能化MWCNTs分散在二氯甲烷中形成悬浮液,然后将其悬浮液逐滴加至搅拌的聚乙烯醇溶液中形成海绵状微球.扫描电子显微镜(SEM)显示:形成的海绵状微球由松散缠结的MWCNTs构成,直径为50μm～150μm.该微球可望应用于轻型吸能涂料,催化剂以及电子学领域.     

混杂功能化多壁碳纳米管/环氧树脂复合材料的制备及性能

对多壁碳纳米管(MWCNTs)分别进行共价、非共价和混杂功能化改性, 然后采用溶液共混法, 将三种功能化类型的MWCNTs按不同质量分数分别加入环氧树脂(EP)制备MWCNTs/EP复合材料。通过拉伸试验和热重分析, 研究MWCNTs的功能化类型及含量对复合材料力学性能和热学性能的影响, 并对复合材料拉伸试件断面进行SEM观察分析。结果表明: 与共价功能化复合材料(MWCNTs-Epon828/EP)和非共价功能化复合材料(MWCNTs-PPA/EP)相比, 混杂功能化复合材料(MWCNTs-Epon828-PPA/EP)的力学性能和热学性能最佳。当MWCNTs质量分数为0.3%时, 其拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率较纯EP分别提高30%, 62%和26%。      

在聚四氟乙烯基底上层层自组装功能化多壁碳纳米管薄膜的研究

将多壁碳纳米管(MWNTs)通过羧酸化以及氨基化处理,分别得到功能化的MWNT-COOH和MWNT-NH2,然后在聚四氟乙烯(PTFE)基底上层层自组装功能化MWNT薄膜。研究了邻苯二甲酸二乙二醇二丙烯酸酯(PDDA)预处理和MWNTs不同层数对薄膜质量以及导电性能的影响。结果表明,PDDA预处理能够改善PTFE基底的组装效果。随着组装层数的增加,层层自组装MWNT薄膜表面更均一,而且表面的MWNTs也更密集,从而使经MWNTs修饰过的PTFE基底的导电性能得到改善。     

多壁碳纳米管氧化条件的工艺优化

采用稀硝酸((3.00mol/L)在超声条件下对多壁碳纳米管(MWNTs)进行氧化提纯,将羧基等官能团接枝到碳纳米管的侧壁.用透射电镜、热重分析仪和红外光谱考察了纳米管长度和羧基含量随氧化时间和温度的变化.结果表明:氧化时间12h,温度65℃,既可以纯化碳纳米管,在侧壁引入活性基团,还可以保持碳纳米管的原有性能.     

多壁碳纳米管的酸处理工艺研究

研究不同酸处理对碳纳米管的微观结构和形貌的影响,采用SEM和XRD对其进行表征。SEM观测表明经过酸处理后的碳纳米管杂质明显减少;1∶1的浓H2SO4、浓HNO3混酸处理后,碳纳米管长径比降低,不易发生团聚,分散性提高,并保持了其优异的性能;通过比较得出超声处理比高温回流处理所得碳纳米管表面质量更优;XRD分析表明3∶1的浓H2SO4、浓HNO3混酸氧化刻蚀能力较强,对碳纳米管的晶体结构破坏严重。     

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％。     

Fabrication and Corrosion Resistance of SiC-coated Multi-walled Carbon Nanotubes

Multi-walled carbon nanotubes （MWNTs） were coated with nanometer sized SiC layer by magnetron sputtering, and their corrosion resistances in oxygen and gaseous silicon were studied, respectively. X-ray diffraction （XRD） reveals that the as-coated MWNTs are comprised of the amorphous SiC and the phase could transfer from amorphous to polycrystalline SiC by annealing at 1360 °C. Scanning electron microscopy （SEM） observation indicates that SiC nanoparticles are uniformly coated on the MWNTs, forming a continuous SiC coating. Thermogravimetric analysis （TGA） confirms that the onset temperature of oxidation increases from 540 to 700 ~C with the SiC coating. The morphologies of non-coated and SiC-coated MWNTs after corrosion by oxygen and gaseous silicon were also characterized by SEM. The results revealed that SiC coating could protect MWNTs from the corrosion with qaseous silicon effectivelv.     

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.     

碳纳米管的功能化修饰及应用研究进展

碳纳米管以其独特的一维结构,优良的力学、电学、光学等性能,受到学术界的广泛关注。但是在实际应用中由于其纳米材料的强大范德华力,碳纳米管很容易聚集在一起。同时碳纳米管不溶于水及有机溶剂,所以限制了其在实际中的应用。因此要对碳纳米管进行表面改性,使其在溶剂中能良好地分散。主要介绍近年来碳纳米管的改性方法,以及在实际应用方面的研究。     

镁钼氧化物催化剂制备多壁纳米碳管的初步研究

采用溶胶-凝胶法合成了可用来催化裂解甲烷大量制备高质量和较高纯度的多壁纳米碳管的镁钼氧化物催化剂. 实验表明该催化剂具有较高的活性和催化效率, 反应2h后, 制备的多壁纳米碳管的量接近原始催化剂量的30倍. 并用透射电镜、高分辨透射电镜、激光拉曼和热重分析对制得的粗产品进行了表征, 结果表明: 碳管的直径在10～22nm之间, 且随着反应时间的延长, 制备的纳米碳管石墨化程度增加, 反应1h后, 粗产品中碳管含量达95%, 同时, 对催化剂的特殊催化生长机理作了讨论, 生长过程中多层Mo颗粒析出在MgO载体表面是碳管成束的主要原因.     

Microstructural Evolution and Oxidation Resistance of Multi-walled Carbon Nanotubes in the Presence of Silicon Powder at High Temperatures

The microstructural evolution and oxidation resistance of multi-walled carbon nanotubes(MWCNTs) by directly heating silicon powder and MWCNTs in a coke bed from 1000 to 1500 ℃ are investigated with the aid of X-ray diffraction(XRD),scanning electron microscopy(SEM),high resolution transmission electron microscopy(HRTEM) and thermogravimetry-differential scanning calorimetry(TG-DSC).The results showed that the morphology and microstructure of MWCNTs did not change much after being treated from 1000 ℃ to 1200 ℃.An obvious SiC coating was formed on the surface of MWCNTs from 1300 to 1400 ℃.Up to 1500 ℃,nearly all the MWCNTs transformed into SiC nanowires.The oxidation resistance of the treated MWCNTs was improved compared with as-received ones.Non-isothermal kinetics showed that the oxidation activation energy of the treated MWCNTs reached 208 kJ/mol,much higher than 164 kJ/mol of as-received ones.     

纳米碳管的纯化

纳米碳管是一种新型的纳米材料和碳分子 ,其独特的分子结构和性能引起了人们的广泛关注。纳米碳管的纯化是纳米碳管研究领域的一个重要课题。本文综述了纳米碳管的几种纯化方法及其相关机理。     

碳纳米管的绿色高效功能化修饰

碳纳米管的功能化修饰为其应用研究奠定了基础。介绍了基于高效、节能、环境友好化学反应的碳纳米管功能化的新方法和新进展，包括以水、离子试剂作为溶剂和不使用有机溶剂的绿色功能化方法，以及应用超声波、微波辐射等技术的快速功能化过程，并对今后的研究方向进行了展望。     

碳纳米管药物载体的研究进展

综述了近几年碳纳米管作为药物载体的研究进展,尤其是功能化后的碳纳米管,如将其与磁性粒子或者量子点相结合后,则具有特殊的识别功能,可实现靶向性给药和荧光示踪,因而作为一种新型的药物载体成为生物医学领域的研究热点之一,指出随着碳纳米管在药物载体领域研究的日趋深入,碳纳米管的修饰及其多功能性将是以后研究的重点,拓展了其在生物医学领域的应用。     

碳纳米管/三元乙丙橡胶复合材料吸波性能的研究

考察了碳纳米管的介电常数,磁导率以及碳纳米管/三元乙丙橡胶复合材料的电磁吸波性能.研究结果表明,碳纳米管介电常数值远大于磁导率值,且电损耗远大于磁损耗,说明碳纳米管是一种电损耗型吸波介质.通过弓形法测定了碳纳米管/三元乙丙橡胶复合材料在2～18GHz范围内的电磁波吸收性能,结果表明,复合材料在5～18GHz范围内具有较好的微波吸收性能.