碳納米管化學(xué)修飾及離子敏感特性研究.pdf

1、自碳納米管被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，作為一種新的準(zhǔn)一維納米材料，其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和奇特的物理、化學(xué)性質(zhì)，為其帶來(lái)了廣闊的應(yīng)用前景。尤其是利用它的電學(xué)性能在研制和開(kāi)發(fā)納米器件中發(fā)揮著重要的作用，十幾年來(lái)倍受人們關(guān)注，也由此而成為國(guó)際納米材料研究領(lǐng)域的前沿課題。特別是碳納米管作為傳感器材料，國(guó)內(nèi)外紛紛展開(kāi)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)、理論研究，讓人們看到了實(shí)際應(yīng)用的可能。本文主要對(duì)碳納米管的化學(xué)修飾、碳納米管膜的基本特性和離子敏感特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和理論研究。 分別采用混

2、酸和氯化亞砜處理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)碳納米管不同的官能化修飾，并對(duì)處理前后的碳納米管進(jìn)行了光譜分析。 引用異類絲狀模型建立了碳納米管膜電阻模型，膜電阻由碳納米管結(jié)電阻和碳納米管管電阻決定，結(jié)電阻與溫度的關(guān)系呈正指數(shù)變化，且與碳納米管間的距離成正比，管電阻與溫度的關(guān)系呈負(fù)指數(shù)變化?；瘜W(xué)修飾使得碳納米管被截短，端口打開(kāi)，大大增加了碳納米管結(jié)的數(shù)目，從而大幅提高了碳納米管膜電阻，所以化學(xué)修飾后碳納米管膜電阻主要由碳納米管結(jié)的電阻決定。

3、化學(xué)修飾前后的碳納米管膜的電阻－溫度關(guān)系不同，未修飾的碳納米管膜的電阻主要由碳納米管的管電阻決定，呈金屬性；化學(xué)修飾碳納米管膜的電阻主要由碳納米管的結(jié)電阻決定，負(fù)溫度系數(shù)，呈半導(dǎo)體性，且修飾時(shí)間越長(zhǎng)，電阻相對(duì)變化量越大。 通過(guò)對(duì)碳納米管膜濕敏特性的研究，發(fā)現(xiàn)，未修飾的多壁碳納米管膜表面不含羥基，對(duì)濕度不敏感；化學(xué)修飾的多壁碳納米管膜缺陷多，并含有活性官能團(tuán)，吸附能力強(qiáng)，對(duì)濕度非常敏感，且修飾時(shí)間越長(zhǎng)，碳納米管膜越敏感。