碳纳米管的分散性研究

碳纳米管具有独特的结构和优异的物理化学性能,但碳管间易相互缠绕而发生团聚。碳纳米管在基体中的分散性对其发挥功能性有重要影响。本文综述了碳纳米管的研究进展,指出了目前研究中存在的不足,并对今后的研究方向做了展望。     

多壁碳纳米管的分散性研究

为提高多壁碳纳米管在水中的分散性,采用混酸超声法对其进行处理。通过傅里叶变换红外光谱仪、X-射线衍射仪等对处理前后碳纳米管的结构和分散性进行了研究。结果表明,经混酸超声处理,多壁碳纳米管表面被接枝上羟基和羧基官能团且其石墨结构保留完好;多壁碳纳米管在水中的分散性能得到提高,经100h静置,碳纳米管的浓度仅降低9.2%。     

碳纳米管悬浮液分散质量影响因素试验研究

选取常见的5种表面活性剂,开展碳纳米管悬浮液的分散性和稳定性实验,定量分析了超声时长、表面活性剂掺比和碳纳米管浓度对悬浮液分散性的影响,量化了使用表面活性剂的碳纳米管悬浮液稳定性。结果表明：(1)超声时长对碳纳米管悬浮液的分散性有显著影响,采用功率为270 W的超声处理,超声40min,悬浮液的分散性趋于平稳;(2)在平均最佳超声时长下,SDBS作表面活性剂具有最优的分散效果,吸光度峰值达到1.729;(3)随着碳纳米管浓度的增加,分散性呈波形变化,SDBS和Triton X-100作表面活性剂,均在碳纳米管浓度为6 g/L时,表现出最佳的分散效果;(4)SDBS作表面活性剂,短期内吸光度值下降较少,有良好的短期稳定性,Triton X-100作表面活性剂,短期内吸光度值下降较多,但7 d后下降较少,有较好的长期稳定性。     

多壁碳纳米管在水泥浆中的分散性

分别采用聚羧酸减水剂、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、洗衣粉（XYF）等3种表面活性剂并结合超声波分散方法,研究了多壁碳纳米管（MWCNTs）在水中和水泥浆中的分散性及其对水泥强度的影响,采用人工观察和扫描电子显微镜分别评价了MWCNTs在水中的分散性和在水泥硬化体中的分布情况。结果表明：单独采用减水剂为分散剂并在超声波分散条件下,MWCNTs在水中和水泥浆中容易发生团聚,无法起到增强作用;在超声波分散作用下,采用PVP和XYF为分散剂能够显著提高MWCNTs在水中和水泥浆中的分散性,PVP大幅度提高了水泥硬化体强度,但XYF却使强度大幅度降低,这是因其具有的较强起泡功能使水泥硬化体中的气泡量增加、气孔尺寸提高,并形成一些较大孔隙,从而显著降低了水泥石的密实性。     

天然鳞片石墨在水中的分散性研究

利用ζ电位、润湿性、沉降性、流变学测试研究了表面活性剂、表面包覆Al(OH)3对天然鳞片石墨在水中分散性的影响。结果表明：经过表面活性剂处理和Al(OH)3表面包覆能使石墨在水中的分散性能得以改善，石墨在水中的分散性取决于石墨与水的润湿性。     

碳纳米管/聚苯胺复合材料分散性和界面特点

利用原位复合工艺，在碳纳米管与聚苯胺复合过程中进行苯胺的原位聚合获得了碳纳米管／聚苯胺复合材料。利用透射电子显微镜对复合材料中的碳纳米管的分散性、碳纳米管／聚苯胺界面进行了分析、检测。结果表明苯胺能够很好的在碳纳米管上形核长大，并且能够完全包覆和缠绕在碳纳米管上。这种工艺有利于碳纳米管很好的分散在聚苯胺基体中。     

表面活性剂改善鳞片石墨分散性的研究

通过吸光光度法研究了不同质量浓度的6种表面活性剂对鳞片石墨在水中的分散性的影响。结果表明,质量浓度为200mg/L的表面活性剂OP-10对鳞片石墨的分散效果最好。FT-IR分析证明,OP-10在鳞片石墨表面发生了物理化学吸附。探讨了OP-10能够改善鳞片石墨的分散性的机理。在60°C下,以葡萄糖和酒石酸为还原体系,对含200mg/LOP-10的鳞片石墨进行化学镀银。反向散射电子图像证明,银颗粒均匀分散在鳞片石墨表面上,其平均粒径为500nm。     

碳纳米管在熔融共混过程中分散性的影响因素

综述了在熔融共混制备碳纳米管(CNTs)/聚合物复合材料过程中CNTs的分散机理和分散性的影响因素。重点探讨了聚合物基体相对分子质量、螺杆转速、料筒温度、螺杆结构以及添加剂等因素对CNTs在热塑性聚合物基体中分散性的影响,最后对熔融共混分散CNTs方法进行了展望。     

碳纳米管表面包覆改性研究进展

综述了利用化学镀法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、水热法和静电自组装法对CNTs表面进行包覆的研究进展,对比分析5种制备方式下CNTs的包覆情况,为制备具有优异分散性能的改性CNTs提供研究基础.     

碳纳米管表面包覆改性研究进展

综述了利用化学镀法、化学气相沉积法、溶胶-凝胶法、水热法和静电自组装法对CNTs表面进行包覆的研究进展,对比分析5种制备方式下CNTs的包覆情况,为制备具有优异分散性能的改性CNTs提供研究基础。     

Jet Dispersion of Multiwall Carbon Nanotubes and Correlation with Suspension Rheology

A novel jet dispersion technique was developed and investigated which enabled excellent carbon nanotube (CNT) dispersion by high exfoliation at even very low pressure drops. Suitable procedures were developed for the characterization of agglomerate size and fraction of individual CNTs. The appropriate characterization enabled the definition of a dimensionless dispersing parameter and the development of a kinetic model that describes CNT dispersion in dependence of the volumetric energy input. The rheological behavior of CNT suspensions in steady-shear flows was investigated and demonstrated how the agglomerate fracture and CNT individualization influence the suspension viscosity.     

表面活性剂分散碳纳米管的进展

碳纳米管容易聚集成束或缠绕,严重制约了碳纳米管的应用。通过表面功能化可增强碳纳米管在溶剂中的溶解性和其他基质材料中的分散性,从而提高碳纳米管的实际使用价值。用表面活性剂分散碳纳米管的方法进行综述,总结了各种表面活性剂的优缺点并提出了表面活性剂在碳纳米管应用的展望。     

碳纳米管的分散及表面改性

碳纳米管具有独特的结构和优异的物理化学性能,但碳管间易相互缠绕而发生团聚是限制其应用的主要原因.本文对国内外关于碳纳米管的分散及表面改性的研究进行了综合评述,评述了这些方法的优缺点,并对今后的研究方向做了展望.     

碳纳米管的化学修饰与表征

分散性是碳纳米管应用中的关键问题,采用混酸改性结合超声波分散工艺对碳纳米管进行了处理,并通过红外光谱和扫描电子显微镜等测试手段对样品进行了表征和分析。结果显示：混酸处理在纯化碳纳米管的同时,也在其表面接枝了羧基基团,有助于其反应活性的提高;超声波可以有效提高碳纳米管在有机溶剂中的分散性。     

表面活性剂在碳纳米管表面处理中的应用

介绍了表面活性剂在碳纳米管表面处理中的应用及现状,探讨了表面活性剂对碳纳米管表面改性的作用机理,提出在碳纳米管表面处理中应用表面活性剂的展望。引用文献34篇     

碳纳米管在聚合物基体中的分散方法

综述了碳纳米管（CNTs）在聚合物基体中的分散方法，包括直接分散法和表面修饰法，其中表面修饰又根据是否形成共价键分为两类，重点叙述了近几年成为研究热点的非共价键修饰法。直接分散法简单、快捷，保证了CNTs的结构完整性，但分散效果较差；表面修饰法通过共价键或非共价键的方式对CNTs的表面进行改性，克服了直接分散法的缺点，但共价键的形成会破坏CNTs的结构完整性，造成CNTs其他性能的下降，而非共价键修饰又存在结合不牢固的问题。因此，CNTs在聚合物基体中的分散方法仍是今后聚合物／CNTs复合材料应用中需要解决的一个重点问题。     

A Study on Dispersion and Antibacterial Activity of Functionalizing Multi‐walled Carbon Nanotubes with Mixed Surfactant

The dispersibility in aqueous phase and antibacterial activity of multi‐walled carbon nanotubes (MWNT) with mixed surfactant functionalization has been studied. The ratio of 3:7 between hexadecyltrimethylammonium bromide and octylphenol ethoxylate (TX100) showed the highest dispersing power for MWNT. The use of mixed surfactants formed stable MWNT dispersions at lower total surfactant concentration compared to their concentrations when used alone. UV–Vis spectroscopy, transmission electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy were employed to characterize the dispersion of MWNT in the aqueous phase. The result indicated that the surfactant molecules had been successfully adsorbed onto the surface of the MWNT. Bacterial toxicity assay showed that the mixed surfactant‐functionalized MWNT had a strong antibacterial activity and concentration dependence to Staphylococcus aureus. Based on the consideration of the cost and environmental impact, the use of mixed surfactant (CTAB‐TX100) should be more favorable for the stable dispersion of MWNT and the improvement of antibacterial activity than that of an individual surfactant. These observations suggested that the mixed surfactant‐functionalized MWNT might be a promising antibacterial agent for removal and inactivation of biological contaminants in water treatment applications.     

多壁碳纳米管分散性研究

通过对多壁碳纳米管的改性研究,寻找提高碳纳米管分散性的途径。采用NaOH对碳纳米管进行预处理,通过SEM、DSC分析表明,该处理过程对去除多壁碳纳米管中杂质和提高其分散性有积极效果。通过H2SO4和HNO3的混酸处理法与HNO3处理法的对比,知前者对碳纳米管的损失要大于后者,且通过对FTIR的对比分析,后者对碳纳米管的改性效果好于前者。TG、TEM分析表明,聚乙烯醇均匀包覆在碳纳米管表面,碳纳米管分散性较酸处理的有所改进。