碳纳米管的分散性及其光学性质的研究

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(CNTs)进行纯化,以超声仪为分散设备,分别研究了在乙二醇水溶液中加入不同类型的阳离子、阴离子、非离子型表面活性剂对碳纳米管分散性的影响.研究结果表明:十六烷基三甲基溴化铵和乳化剂OP对CNTs的分散效果最好.     

三维碳化钼/碳纳米管复合物的制备及结构调控

碳化钼作为一种性能优异的催化剂,广泛应用于各个领域中.通过一种简便而通用的方法,制备了三维结构的Mo_2C/CNTs复合材料.首先在泡沫铜表面上通过CVD的方法生长了碳纳米管(CNTs)复合材料,进而通过PVD的方法在CNTs表面溅射了单质Mo,在900℃下经碳化处理形成Mo_2C.通过调控碳纳米管在泡沫铜表面的生长以及溅射的钼源量,经探索得出,当碳纳米管生长时间为6h,金属钼溅射时间为90s时,最终可得到了三维网线结构的Mo_2C/CNTs复合材料.     

Ti含量对CNT/Al复合材料组织与力学性能的影响

通过高能球磨、放电等离子烧结和热挤压的方法,制备了不同钛含量的(CNT-Ti)/Al复合材料,并探究了高能球磨对粉末形貌演变、烧结以及热挤压对基体复合材料的组织结构与力学性能的影响.结果表明:钛的加入不仅能分散部分碳纳米管(Carbon nanotubes,CNTs),还能与Al基体反应形成分布均匀的第二增强相TiAl...     

粉末法制备碳纳米管增强铜基复合材料及性能研究

采用湿法球磨的方式将质量分数0.10%的多壁碳纳米管(MWCNTs)分散在铜粉中, 干燥后经放电等离子烧结, 获得了CNTs/Cu复合材料的预制体, 采用冷轧方式将预制体轧制为薄片。研究了CNTs/Cu复合材料的物理性能及微观结构随轧制过程的变化规律。结果表明, CNTs/Cu复合材料的硬度、密度随着轧制的进行不断升高, 晶粒被细化。断口形貌为大量韧窝, 属于韧性断裂, 并在断口处发现团聚的CNTs。轧制总压下量为90%时, 薄带的电阻率为0.020 0 μΩ·m, 抗拉强度为410.24 MPa。     

多壁碳纳米管分散剂的制备及分散性能研究

由于碳纳米管(CNTs)自身较大的比表面积及碳管间强的作用力,使其在溶剂中不易分散,因此应用前需要进行分散处理,使其能够满足更多应用的需求。利用在淀粉上接枝丙烯酸(AA)或苯乙烯(St),分别制备了淀粉接枝丙烯酸聚合物(SAa)、苯乙烯聚合物(SSty)、丙烯酸-苯乙烯聚合物(SSA)新型分散剂,并研究在水中对多壁碳纳米管(MWCNTs)的分散性。结果表明：改性淀粉的分子量(M_w)由4.25×10⁵减小到3.92×10⁵、分子量分布系数(M_w/M_n)由3.01减小到了2.88,分子量分布较窄,聚合物的结构更加稳定;改性淀粉颗粒溶胀崩解,原有形貌发生改变,晶型受到破坏,尺寸变小更有利于分散;此外,对于0.10 g·L^-1的MWCNTs,使用SSA的MWCNTs分散效果最好,SSA分散MWCNTs在20 d时的沉降率为30.6%。通过机理研究发现,SSA利用结构中接枝聚合的苯环与MWCNTs的p―p非共价键吸附在MWCNTs表面,通过静电斥力和空间位阻效应的协...     

碳纳米管/环氧树脂复合材科力学性能的研究

采用超声波分散及真空浇铸法制备了碳纳米管改性的环氧树脂复合材料,使用扫描电镜、透射电镜、万能材料拉伸仪等仪器对复合材料的组织结构和性能进行了测试和表征.研究了碳纳米管的加入量与分散程度对复合材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率的影响.实验结果表明,碳纳米管加入量大约在1.75%以下时,碳纳米管可能在基体中分散均匀,没有明显的团聚,复合材料的强度得到提高.但是随着碳纳米管含鼍的继续增加,碳纳米管可能趋于团聚,在基体中的分散变得不均匀,反而会使复合材料的强度下降.纳米碳管含量为0.75%时,复合材料的拉伸强度提高了18.3%,拉伸模量提高了20.5%,断裂伸长率提高92.8%.     

碳纳米管的分散性研究

为了提高碳纳米管的分散能力,对碳纳米管进行修饰和改性,首先对多壁碳纳米管(MWCNTS)进行纯化处理,然后对处理过的MWCNTS进行各种改性,最后采用各种表面修饰剂对MWCNTS进行表面修饰,并对改性后的MWCNTS进行在不同溶剂中的分散性研究。为了考察MWCNTS对聚醚醚酮(PEEK)复合物相容性的影响,利用聚醚醚酮能溶于DMF中的特点,采用水、乙醇、DMF 3种溶剂作比较,选出了有利于PEEK复合材料制备的改性MWCNTS有a-MWCNTS、CTAB/MWCNTS、g-MWCNTS。提出今后应继续研究PEEK/CNT复合材料的制备技术,提高碳纳米管的分散性能,从而提升复合材料的摩擦磨损性能。     

三相碳改性磷酸铁锂复合材料的制备及其电化学性能研究

以磷酸铁、碳酸锂为原材料,葡萄糖、碳纳米管和石墨烯为导电剂,通过砂磨工艺及碳热还原法制备了高性能磷酸铁锂、无定型碳、石墨烯、碳纳米管复合正极材料LFP/C/G/CNTs。材料表征结果表明,碳纳米管、石墨烯和无定形碳与磷酸铁锂复合在一起,成功构建了高速电子传输网络; 电化学性能测试表明,LFP/C/G/CNTs具有良好的循环性能和倍率性能。在0.1C电流密度下,LFP/C/G/CNTs放电比容量为161.5 mAh/g; 在5C电流密度下,LFP/C/G/CNTs复合材料放电比容量仍达126.5 mAh/g; 在2C电流密度下,循环200次后,LFP/C/G/CNTs放电比容量152.1 mAh/g,容量保持率为99.6%。     

制备工艺对CNTs/Pb复合阳极 的电催化性能影响

研究了粉末冶金技术制备CNTs/Pb复合阳极,讨论了碳纳米管浓度、烧结气氛、成形压力对锌电积用复合阳极电化学性能的影响。研究表明：复合阳极电催化活性随着电解液中碳纳米管含量的增加呈现先增后减的趋势,随着成形压力的上升也呈现出先增后减的趋势。在1 g/L CNTs,成形压力410MPa,真空环境烧结的较优工艺条件下,制得的CNTs/Pb复合阳极在500 A/m2的电流密度下阳极电位稳定在1.4468 V,较传统铅银阳极低了59.1 mV, 较纯铅阳极低了 173.2 mV。     

碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能的研究

采用超声波分散及真空浇铸法制备了碳纳米管改性的环氧树脂复合材料, 使用扫描电镜、透射电镜、万能材料拉伸仪等仪器对复合材料的组织结构和性能进行了测试和表征。研究了碳纳米管的加入量与分散程度对复合材料的拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率的影响。实验结果表明, 碳纳米管加入量大约在1.75%以下时, 碳纳米管可能在基体中分散均匀, 没有明显的团聚, 复合材料的强度得到提高。但是随着碳纳米管含量的继续增加, 碳纳米管可能趋于团聚, 在基体中的分散变得不均匀, 反而会使复合材料的强度下降。纳米碳管含量为0.75%时, 复合材料的拉伸强度提高了18.3%, 拉伸模量提高了20.5%,断裂伸长率提高92.8%。     

碳纳米管增强聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性及其机制

利用自动落球冲击试验机测试了碳纳米管增强聚晶金刚石复合片材料的抗冲击韧性, 采用扫描电子显微镜观测了复合片材料的冲击断口形貌。结果表明: 碳纳米管弥散地分布在聚晶金刚石颗粒之间; 在碳纳米管没有团聚的情况下, 添加碳纳米管能显著增强复合片材料的抗冲击韧性; 当添加碳纳米管的质量分数达到5%时, 聚晶金刚石复合片的抗冲击韧性大约是不添加碳纳米管复合片的9倍。碳纳米管增强聚晶金刚石复合片材料的强韧化机理为: 碳纳米管改善了聚晶金刚石颗粒间的结合方式, 协调了变形以及阻碍了裂纹扩展。     

Cleavage of catalytic ally grown carbon nanofibers into hydrophilic segments by oxidation in a mixture of concentrated HNO3-H2SO4 in an autoclave

The catalytically grown carbon nanofibers were treated by a mixture of concentrated nitric aid and sulfuric aid in an autoclave at temperature 333, 363 and 423 K. It was found that the samples treated at 363 K and 423 K were still well dispersed in water 15 hours later, indicating that carbon nanofibers can be made hydrophilicy. It was also found that the dispersion was destroyed when the pH value was lowered by adding acid. The results are significant when the carbon nanofibers are used as enhancing component in polymer composite material because several hundreds of nm are perfect size and the hydrophilicity controls the dispersion of CNFs in the polymer media. It is concluded that the amount of the oxygen-containing groups on the surface and the hydrophilicity of the carbon nanofibers can be controlled by the treatment temperature, and that the carbon nanofibers can be cleaved into uniform segments.     

纳米碳管及其复合材料的机械性能

综述纳米碳管机械性能的理论研究和纳米碳管的拉伸、压缩、弯曲、扭转和断裂过程的计算机模拟成果 ,介绍纳米碳管在金属基复合材料中应用的研究进展并分析应用中存在的问题。     

碳纳米管的制备方法概况

碳纳米管是纳米材料中最富有代表性 ,并且是性能最优异的材料。碳纳米管自 1991年被发现以来 ,就立刻引起了人们的广泛关注 ,碳纳米管的研究已形成目前国际上最热门的研究课题之一。介绍了国内外碳纳米管的发展及制备方法 ,并对影响碳纳米管制备的一些因素进行了分析。     

添加碳纳米管对煤沥青成焦行为的影响

分别进行了添加多壁碳纳米管（MWNT）和羟基化的多壁碳纳米管对煤沥青成焦行为影响的研究.采用TGA研究添加碳纳米管前后煤沥青的热行为;采用偏光显微镜研究添加碳纳米管的煤沥青焦化前后的光学组织;采用XRD研究添加碳纳米管对煤沥青焦化产物微晶结构的影响.研究表明：加入碳纳米管后煤沥青的热分解温度变大,热失重率变小,其耐热性能变好;碳纳米管的加入对煤沥青焦化前后的光学组织和微晶结构的影响很大.     

锂离子电池超高容量负极材料的研究进展

对最近几年锂离子电池用负极材料, 特别是首次最大充放电容量超过500 mAh/g 的负极材料进行了综述。分类详述了高容量负极材料的研究现状, 其中包括碳负极材料(硬碳、碳纳米管、碳的掺杂)和非碳负极材料(锡基负极材料、过渡金属氮化物、新型合金), 并对其各自的特点进行了分析, 认为超大比容量的锂离子电池用负极材料是未来发展的重要方向。     

基于碳纳米管/聚乙烯醇的自愈合柔性电极

对多壁碳纳米管 (MWCNT) 进行回流酸处理，增加其表面活性获得羧基化多壁碳纳米管(CMWCNT)，结合聚乙烯醇 (PVA) 形成多功能导电水凝胶。借助CMWCNT表面羧基活性基团，与多重络合、纠缠的PVA链形成广泛氢键，构建CMWCNT-PVA水凝胶分层网络。通过丝网印刷工艺，制备CMWCNT-PVA自愈合柔性电极，该电极具有高电导率(35.1 S/m) 、高机械强度 (2000次循环弯曲) 和约10秒的自愈合特性，愈合后电路中，在大变形下也保持优异导电性和稳定性，且由柔性电路设计制备的发光二极管阵列，能够呈现HF发光图案。该自愈合柔性电极为柔性电路发展提供一种新的策略，对拓展电子皮肤、软体机器人和可穿戴设备等在人机交互中的应用具有重要科学意义。     

多孔石墨烯/碳纳米管@V2O5柔性电极材料制备及性能研究

以氧化石墨、碳纳米管、三异丙氧基氧化钒为原料,采用化学刻蚀法、水热法、真空抽滤法制备一种具有三维离子扩散通道和整体导电网络结构的致密多孔石墨烯/碳纳米管@五氧化二钒(PGNs/CNT@V2O5)复合薄膜材料。电化学性能测试结果表明,在1 mol/L LiNO3水系条件中,电流密度为1 A/g时,比容量高达187 F/g,在100 mV/s扫描速度下,循环5000次后,容量保持率仍为83.4%。