石墨烯和碳納米管表面聚離子液體改性研究.pdf

1、石墨烯和碳納米管(CNT)由于其優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，成為目前研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，但由于它們本身易團(tuán)聚、親水性差，限制了其在多個領(lǐng)域的應(yīng)用。本文采用表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)的方法分別在氧化石墨烯(GO)和碳納米管的表面共價接枝聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基四氟硼酸銨(P[MATMA][BF4])，得到了表面帶有正電荷而且可穩(wěn)定分散在水溶液中的功能化石墨烯和碳納米管，并初步研究了其對二氧化碳(CO2)的吸附性能。
　　紅外光譜(

2、FTIR)、熱重(TGA)、X射線光電子能譜(XPS)、透射電子顯微鏡(TEM)等分析測試結(jié)果表明聚離子液體（P[MATMA][BF4]）已共價接枝到石墨烯和碳納米管的表面。同時，ξ電位及溶解性能測試表明接枝聚離子液體之后的石墨烯和碳納米管都可穩(wěn)定分散在水溶液中，而且表面都帶有正電荷;電導(dǎo)率測試表明接枝了聚離子液體之后的GO（GO-P[MATMA][BF4]）導(dǎo)電性能并沒有提高，而經(jīng)過水合肼還原后，功能化的石墨烯（RGO-P[MATMA

3、][BF4]）的電導(dǎo)率比GO大3個數(shù)量級，但比沒有經(jīng)過改性直接還原的石墨烯(RGO)要低十倍左右。接枝了聚離子液體之后的碳納米管（CNT-P[MATMA][BF4]）的導(dǎo)電性能比純的未接枝碳納米管要差。
　　CO2吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，接枝了聚離子液體之后的GO和RGO對CO2的吸附性能比未改性的要好。研究發(fā)現(xiàn)，對于接枝了聚離子液體的碳納米管，在常壓下CNT-P[MATMA][BF4]的吸附性能要優(yōu)于未接枝CNT，但其吸附量會隨著溫度