碳納米管的分散性及其表面修飾研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)獨(dú)特的準(zhǔn)一維管狀分子結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的表面結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的力學(xué)、化學(xué)性能和較高的導(dǎo)電性使其迅速成為化學(xué)、物理學(xué)及材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，并被認(rèn)為是一種很有前途的電化學(xué)電容器電極材料。 為了提高CNTs的活性和在介質(zhì)中的分散能力，本文研究了CNTs在表面活性劑存在下在水溶液中的分散性。研究表明：不同表面活性劑對(duì)CNTs的分散性改進(jìn)作用大小順序?yàn)椋菏榛交撬徕c(SDBS)>十二烷基硫酸鈉(SDS)>>十六烷基三甲基溴

2、化銨(CTAB)；非離子表面活性劑和陰離子表面活性劑配合使用可有效提高CNTs在水中的分散性；苯胺的加入降低了CNTs在水中的分散性，相同條件下，酸化苯胺的水溶液中，CNTs的分散性更差。 為了豐富碳管表面的官能團(tuán)，增加CNTs的化學(xué)反應(yīng)活性，采用混酸氧化和紫外光輻照催化條件下氨．氧化表面修飾手段進(jìn)行改性。傅立葉變換紅外線光譜(FTIR)、透射電子顯微鏡(TEM)和X射線光電子能譜(XPS)測(cè)試表明：混酸氧化使CNTs端口打開(kāi)，

3、表面變得粗糙，管壁引入了羧基、羥基等活性官能團(tuán)；進(jìn)一步的氨．氧化使得CNTs表面引入氨基，同時(shí)部分羧基轉(zhuǎn)變?yōu)轷０坊?。最后采用原位氧化聚合的方法在功能化CNTs表面接枝聚苯胺。采用FTIR、TEM、XPS、熱重分析(TGA)和差示掃描量熱(DSC)進(jìn)行表征。結(jié)果表明：聚苯胺通過(guò)酰胺鍵接枝在CNTs的功能化活性點(diǎn)上。充足的振蕩時(shí)間會(huì)促進(jìn)苯胺單體在CNTs上的充分吸附，增加反應(yīng)面積，提高接枝率，而較低的苯胺濃度可以保留CNTs的納米尺寸和獨(dú)特