定向多壁碳纳米管纯化研究

采用强酸对定向碳纳米管进行氧化处理，改变纳米粒子表面的性质，使其表面具有有机活性，从而抑制纳米粒子间的团聚，有力地改善了碳纳米管在聚合物中的分布。研究表明：采用超声波分散，经强酸氧化，碳纳米管分散性较好；纯化后的碳纳米管表面引入了有机基团；电镜分析表明，碳纳米管呈单管分散在基体中；溶液为碱性状态下，碳纳米管分散性最优。     

壁碳纳米管的表面改性与分散工艺研究

通过浓硝酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行纯化,以钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法对纯化后的MWCNTs进行表面改性,采用XRD、TEM分析手段对表面改性的多壁碳纳米管的物相组成和形貌进行表征,并研究了MWCNTs在乙醇中的分散性,结果表明:采用浓硝酸浸泡可以有效地纯化MWCNTs;采用溶胶-凝胶法在MWCNTs表面负载了纳米TiO2;纯化、负载纳米TiO2和超声波震荡提高了MWCNTs在乙醇中的分散性.     

碳纳米管改性方法对其与聚氨酯的复合材料性能的影响

通过强酸回流、强碱球磨方法分别对碳纳米管进行了改性处理,采用溶液共混法制备了聚氨酯/碳纳米管复合材料。探讨了碳纳米管改性方法对复合材料的化学结构、微观形态、力学性能、热稳定性能以及导电性能的影响。结果表明,在聚氨酯基体中添加经化学改性处理的碳纳米管使复合材料的氢键增多,力学性能、热稳定性和导电性能都得到了提高。聚氨酯/强碱球磨处理碳纳米管复合材料中的氢键数目更多,综合性能也更优异,而且碳纳米管在聚氨酯基体中的分散更均匀。     

改性碳纳米管增强热塑性聚氨酯复合材料的性能研究

以碳纳米管（CNTs）和热塑性聚氨酯（TPU）为原料,通过硫酸（H₂SO₄）/硝酸（HNO₃）混合溶液处理碳纳米管颗粒表面以达到改性的效果,使用改性过后的碳纳米管熔融共混制备出TPU/CNTs复合材料。研究了不同含量的CNTs对TPU基体的流变、力学、耐磨性以及热性能的影响。结果表明, 改性过后的CNTs在TPU基体中形成了良好的分散性和相容性;TPU/CNTs复合材料在高频剪切下保留了复合材料的加工流动性,并且复合材料的拉伸强度以及耐磨性相较于TPU有明显的增强,其中在改性碳纳米管含量较低时,复合材料的力学性能改善较为明显;改性CNTs的加入提高了TPU基体的熔融温度和结晶度;改性CNTs的加入提高了复合材料的热降解温度,提高了TPU基体的热稳定性。     

文摘

<正>碳纳米管的分散性及其光学性质的研究[刊,中]/刘宗建,张仁元,毛凌波,柯秀芳//材料研究与应用,2009,3(4):243～247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     

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。     

超细Fe3Al粉末表面处理偶联剂的用量及其作用机理

为了将具有特殊功能性的超细粒子Fe₃Al粉末均匀地分散于聚合物基体中,利用溶解吸附的方法在超细Fe₃Al粉末表面涂覆了硬脂酸和硅烷A-172偶联剂.采用TG分析法测定了两种偶联剂在Fe₃Al粉末表面的单分子层饱和吸附量(硬脂酸1.24%、A-172 1.8%);借助红外光谱测试结果讨论了两种偶联剂与Fe3Al粉末表面之间的作用机理;借助SEM观察了超细Fe₃Al粉末在聚合物基体中的分散情况.结果表明,未经偶联剂处理的Fe₃Al粉末在基体中大量团聚,在单分子层饱和吸附量下经两种偶联剂处理的超细Fe3Al粉末能均匀地分散于基体中,尤其是硅烷偶联剂的作用效果较好.     

镍基Al2O3-TiB2金属陶瓷粉末机械合金化机制研究

本文研究了添加不同质量分数的Ni对机械合金化合成Al2O3-TiB2金属陶瓷粉末的影响.应用X射线衍射仪、扫描电镜对球磨不同时间后的产物进行了物相和颗粒形貌的分析.结果表明:不含Ni粉的Al、TiO2和B2O3的混合粉末,在机械合金化12 h后,按照化学方程式10Al+ 3TiO2+ 3B2O3=5Al2O3+ 3TiB2发生固相反应,获得Al2O3、TiB2复相组织;当加入Ni粉后Al、TiO2和B2O3的混合粉末,由于在机械球磨过程中,Ni优先与Al形成中间相NiAl,NiAl比Al更容易与TiO2及B2O3发生反应,按照化学方程式10NiAl+ 3TiO2+ 3B2O3=5Al2O3+ 3TiB2+10Ni发生固相反应,获得Al2O3、TiB2复相组织;使得机械合金化时间随着Ni粉加入量的增大而减小,当添加质量分数为5％、10％、15％、20％、25％和30％的Ni粉后,分别在机械合金化12 h、10 h、8h、8h、6h和4h后,得到Al2O3、TiB2复相组织.     

丁基橡胶/单壁碳纳米管导电复合材料新型预分散熔融混炼工艺的研究

研究不同预分散熔融混炼工艺对丁基橡胶（IIR）/单壁碳纳米管（SWCNTs）导电复合材料性能的影响。结果表明：先将SWCNTs在溶剂或分散剂溶液中超声预分散处理,再将其与IIR等进行湿法熔融混炼,可以制得导电性能优良的IIR/SWCNTs导电复合材料,SWCNTs的分散性和复合材料的导电性能均优于采用传统熔融混炼工艺制备的复合材料;采用聚氧乙烯辛基苯酚醚-10水溶液超声预分散处理,SWCNTs在IIR基体中的分散性最好,复合材料的导电性能最优异;采用正己烷超声预分散处理,SWCNTs的分散性和复合材料的导电性能适中;采用乙醇超声预分散处理,SWCNTs的分散性较差,但复合材料的导电性能仍优于传统熔融混炼工艺复合材料。     

碳纳米管表面改性及其应用于复合材料的研究现状

对碳纳米管进行表面改性可提高碳纳米管的表面活性、分散能力和与基体材料之间的相容性,从而提高其在复合材料中的增强效果。本文介绍了碳纳米管表面改性的方法,分为物理法和化学法,物理法主要有高能机械研磨法、高能球磨法和超声振动法;化学法主要有酸处理法、偶联剂法、化学镀法、高能射线辐照法和原子转移自由基聚合法。在实际应用中常将几种改性方法联合使用,使得到的改性产物性能更稳定,性质更多样化。同时,介绍了改性后的碳纳米管在各种复合材料中的应用现状。并指出了对碳纳米管进行改性的两个重点：一是尽量保持碳纳米管的本身结构完整性;二是提高碳纳米管在基体中的分散性。     

Al_2O_3—SiO_2混合溶胶—凝胶涂层对工程陶瓷表面改性的研究

利用溶胶—凝胶法在SG4工程陶瓷基体上成功制备了Al2 O3—SiO2 混合涂层 ;通过X射线仪测定了Al2 O3—SiO2 凝胶粉末的晶相组成。对精磨、热处理、Al2 O3涂层和Al2 O3—SiO2 混合涂层四种试样抗弯强度的样本均值和样本标准离差进行了比较 ,并通过观察四种试样表面的SEM形貌和两种涂层试样断面的SEM形貌初步分析了表面改性的原因。分析结果表明 :溶胶涂层对基体表面微裂纹有一定的弥合作用 ,可以提高基体的抗弯强度而降低材料强度的分散性 ,其效果好于单纯的热处理 ,Al2 O3—SiO2 混合涂层试样的表面质量优于Al2 O3涂层试样 ;Al2 O3—SiO2 混合涂层渗入基体更深 ,可以更好地弥合基体表面微裂纹 ,有效提高基体的抗弯强度。     

Al2O3—SiO2混合溶胶—凝胶涂层对工程陶瓷表面改性的研究

利用溶胶－凝胶法在SG4工程陶瓷基体上成功制备了Al2O3-SiO2混合涂层;通过X射线仪测定了Al2O3-SiO2凝胶粉末的晶相组成。对精磨、热处理、Al2O3涂层和Al2O3-SiO2混合涂层四种试样抗弯强度的样本均值和样本标准离差进行了比较,并通过观察四种试样表面的SEM形貌和两种涂层试样断面的SEM形貌初步分析了表面改性的原因。分析结果表明：溶胶涂层对基体表面微裂纹有一定的弥合作用,可以提高基体的抗弯强度而降低材料强度的分散性,其效果好于单纯的热处理,Al2O3-SiO2混合涂层试样的表面质量优于Al2O3涂层试样;Al2O3-SiO2混合涂层渗入基体更深,可以更好地弥合基体表面微裂纹,有效提高基体的抗弯强度。     

碳纳米管的分散及其在防腐涂料中的研究进展

在纳米填料中,碳纳米管具有出色的耐化学性、机械稳定性及导电性等特性,在增强有机涂层的机械性能和耐腐蚀性能方面发挥着重要作用。但是碳纳米管与聚合物基体的界面相互作用较弱,难以分散在聚合物中。本文综述了碳纳米管的分散方法,包括机械分散、共价功能化和非共价功能化处理,并概述了不同分散方法的优缺点,相继评述了碳纳米管在有机防腐涂料中的防腐机理及研究进展,包括溶剂型、水性及粉末防腐涂料,最后对碳纳米管防腐涂料的未来发展方向进行了展望。     

焙烧温度对共沉淀法合成Ni/Al_2O_3甲烷化催化剂性能的影响

采用并流共沉淀法制备Ni负载质量分数为15%的Ni/Al2O3催化剂,用于CO加氢甲烷化反应。结合紫外可见光漫反射、氢气程序升温还原、N2物理吸附-脱附和X射线粉末衍射等技术,考察焙烧温度对催化剂结构、活性与稳定性的影响。结果表明,低温[(350-500)℃]焙烧的样品中活性组分Ni主要以孤立的Ni O物种和高分散的无定形Ni O物种存在,相应的还原态样品中Ni粒子尺寸较小,是其新鲜态样品低温活性较高的主要原因。800℃焙烧的样品中活性组分Ni主要以高分散的无定形Ni O物种和Ni Al2O4尖晶石微晶形式存在于催化剂表面,活性组分Ni与载体Al2O3间的作用力较强,稳定性较高,且经过800℃水热老化处理10 h后仍具有较大的比表面积(125 m2·g-1),是其具有较佳低温活性同时突显良好水热稳定性的主要原因。     

热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成和显微结构研究

本实验采用机械合金化工艺结合热处理工艺制备Fe3Al金属间化合物粉末,并将Fe3Al粉末与Al2O3粉末相混合制备Fe3Al/Al2O3复合粉末,并通过热压烧结工艺制备Fe3Al/Al2O3复合材料块材试样,对Fe3Al/Al2O3复合材料的物相组成,显微结构和力学性能进行研究.结果表明采用机械合金化工艺球磨60h后得到Fe-Al金属间化合物粉末.并经过800℃和1000℃热处理后得到Fe3Al金属间化合物粉末.经过热压烧结后得到的Fe3Al/Al2O3复合材料块材主要有Fe3Al相和Al2O3相.Fe3Al/Al2O3复合材料的显微结构均匀致密.Fe3Al晶粒均匀分布在Al2O3基体中,Fe3Al晶粒的平均颗粒尺寸为3～4μm,而Al2O3基体颗粒尺寸为4～5 μm.随着基体中Fe3Al合金含量的增加,Fe3Al/Al2O3复合材料的密度和相对密度逐渐增加;Fe3 Al/Al2O3复合材料的抗弯强度和断裂韧性逐渐增加;Fe3Al/Al2O3复合材料的洛氏硬度和弹性模量逐渐降低.Fe3Al/Al2O3复合材料具有较高的力学性能是由于复合材料具有均匀致密的显微结构.     

碳纳米管在金属间化合物中分散过程

采用超声分散结合机械球磨方法制备了均匀分散的多壁碳纳米管/Fe3Al金属间化合物复合粉体。利用透射电镜和红外吸收光谱对复合粉体的形貌和结构进行研究。透射电镜分析表明:藤状的碳纳米管缠绕着Fe3Al纳米颗粒,使Fe3Al纳米颗粒定向排列在一起。复合粉体的良好结合源于Fe—C键的形成。这种复合粉体有望提高金属间化合物的塑性和作为添加剂应用在复合材料中。     

纳米α-Al_2O_3的湿化学法制备

以硝酸铝和碳酸氢铵为主要原料,采用湿化学法,在1 135℃煅烧2 h,制备了平均晶粒尺寸为31.6 nm的α-Al2O3纳米粉末。研究了表面活性剂及水与乙醇的体积比的溶剂以及前驱体的煅烧温度和时间对合成粉末的相组成及晶粒大小的影响。结果表明,制备前驱体的最佳滴定速度为将Al(NO3)3溶液一次性全部加入NH4HCO3溶液中,水和无水乙醇的最佳体积比为1∶1,分散效果最好的分散剂是PEG6000;前驱体的最佳煅烧温度为1 135℃,时间为2 h。     

空气气氛中碳纳米管抗氧化性能研究

以乙炔为原料气,采用Ni粉为催化剂,在923K下,由化学气相沉积法(CVD)制得了碳纳米管。通过微波辅助硝酸溶解除去炭材料中的Ni,并通过热重分析确定了纳米碳管在空气中的氧化温度,同时,通过空气氧化法对所获得的碳纳米管抗氧化性能进行研究。热重分析结果表明,微波辅助硝酸溶解可以明显除去炭材料中的催化剂Ni。扫描电镜测试结果表明,850K左右可以使碳纳米管完全氧化。空气氧化结果表明,本实验中CVD法合成的碳纳米管抗氧化性能低于碳颗粒。     

GO填充与老化处理对辐照交联UHMWPE/VE复合材料分子结构的影响

采用改良Hummers工艺制备了氧化石墨烯(GO),通过超声分散、液相球磨混合与热压成型工艺制备了超高摩尔质量聚乙烯/维生素E/GO(UHMWPE/VE/GO)纳米复合材料,在真空环境下采用γ射线对其进行辐照改性处理,并将部分样品置于80℃环境下热氧老化处理21 d。采用扫描电子显微镜(SEM)分析了GO在UHMWPE/VE复合材料基体中的分散性,通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、示差扫描量热计(DSC)与凝胶含量实验对样品分子结构进行表征。研究结果表明,GO均匀地分散于UHMWPE/VE复合材料基体中;GO填充提高了辐照交联UHMWPE/VE复合材料的结晶度;GO填充略微降低了材料的凝胶含量;老化处理对辐照交联UHMWPE/VE/GO复合材料的分子结构未有明显影响。     

PAN/MWNTs纳米纤维薄膜的制备和性能(英文)

采用浓硝酸和浓硫酸混合溶液将多壁碳纳米管(MWNTs)进行功能化处理,与聚丙烯腈(PAN)共混,通过静电纺丝制备了PAN/MWNTs纳米纤维薄膜。分析了MWNTs的结构和分散性及PAN/MWNTs纳米纤维的性能。结果表明,经过混酸处理后,MWNTs表面产生了羧基官能团,可以长时间稳定均匀分散在N,N′-二甲基乙酰胺(DMF)溶液中。混酸处理后的MWNTs在PAN基体中均匀分散,减少了静电纺丝过程中珠滴地形成。添加MWNTs后,PAN纳米纤维的强度提高,含MWNTs质量分数5%的PAN纳米纤维的拉伸强度提高了35.48%。