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《多壁碳納米管_MW_CNTs_表面純化改性研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)2009年1月第24卷第1期西安石油大學學報(自然科學版)Ja嘲】ofXi’811ShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Jan．2009Vd．24No．1文章編號：1673—064X(2009)01-0067．04多壁碳納米管(MW．CNTs)表面純化改性研究StaflyOiltheKgrfaceparfficatioamoflilieatioaa髓tiagofmulti-wall偽rb∞的n爭tnb皓(Mw乇NTs)唐玉生，顧軍渭，孔杰(i酉：11532業(yè)
2、大學理學院應用化學系，陜西西安710072)摘要：采用濃HCl、濃HN03、1-12S04／HN03、溴水、K2Cr207偈S04等強酸及強氧化劑對多壁碳納米管(1、刪仆ITs)進行純化改性處理．采用X射線衍射(Ⅺm)、傅立葉紅外光譜(FrIR)和透射電鏡(刪)等手段對產物改性前后的結構及性能進行分析表征．結果表明：純化改性處理能夠除去雜質，截短碳納米管，使其表面的羥基、羧基和羰基的含量明顯提高．關鍵詞：碳納米管；新型功能材料；聚合物材料中圖分類號：邢B383文獻標識碼：A碳納米管(CNTs)具有小尺寸效
3、應、表面效應、宏觀量子隧道效應，表現(xiàn)出優(yōu)異的力學性能，是理想的聚合物增強材料，在納米復合材料領域中有巨大的應用前景[¨]．聚合物基納米復合材料具有許多特異的性能．如同步增韌增強效應、性能的可設計性、阻隔性等，這些性能大都是纖維增強復合材料所不具備的．因此，可通過適當?shù)墓に噷⒗w維或其編織物與納米材料協(xié)同改性成高性能樹脂基體以進一步提高纖維復合材料的性能．由于碳納米管為無機材料，在與有機聚合物制備功能復合材料時，二者相容性較差，導致其界面結合力低，分散不均勻．因此，對碳納米管的表面進行修飾是近年來人們研究的一
4、個熱點問題[7-11J．純化處理后的碳納米管，不僅純度和分散性有了很大的提高，而且表面結構也發(fā)生了變化，碳納米管的端帽被打開，曲折點斷裂處以及其他不飽和的碳原子被氧化為帶有羥基、羰基和羧基等有機極性的官能團，利用這些官能團和非共價鍵、側壁、兀鍵堆垛、豆莢型缺陷等進行功能化修飾，可使其表面接枝多種官能團，引入增溶基團，提高碳納米管與聚合物之間的相容性，從而更好地制備新型功能材料．本文運用多種表面處理方法對多壁碳納米管(MW-CNTs)進行純化處理和表面修飾，并采用XRD、FTIR和TEM等手段對產物的結構及
5、性能進行分析表征．1實驗1．1實驗原材料多壁碳納米管(MW—CNrS)：內徑為2～30Illrn。外徑為5～60姍，長徑比約1000，浙江大學材料物理和微觀結構實驗室提供；濃I-12S04、濃HN03和濃HCI，分析純，西安三浦精細化工廠；K2Cr207，分析純，焦作市化工三廠；溴水溶液，化學純，天津化工三廠；NaOH，分析純，天津市河東區(qū)紅巖試劑廠；KBr，．分析純，西安化學試劑廠產品．1．2MWNTs的純化處理采用氣相氧化純化法、液相氧化純化法和其他比較新穎的綜合方法對碳納米管做了純化處理，幾種不同的
6、化學方法綜合起來使用，得到了較理想的純化結果，本實驗主要用以下7種純化方法對碳納米管表面進行改性研究．(1)將未處理碳納米管在空氣中于580℃下煅燒1h，加入6mol／L的NaOH超聲分散5min，然后收稿日期：2008．03．31基金項目：西北工業(yè)大學科技創(chuàng)新基金項目(編號：W016145)作者簡介：唐玉生(1975．)，男，博士，主要從事高分子材料的改性研究．萬方數(shù)據(jù)一68一西安石油大學學報(自然科學版)靜置3h．水洗至pH為7，100℃干燥2h后浸泡在90℃的濃HCi中2h，水洗至pH為7后，100
7、℃干燥2h得到1#CNTs；(2)將未處理碳納米管在空氣中于580℃下煅燒1h后，加入到溫度為90℃、體積分數(shù)為65％的HN03中加熱回流10h。過濾、清洗、100℃下干燥2h得到2#CNTs；(3)將未處理碳納米管在空氣中于580℃下煅燒1h后，浸泡在5mol／L煮沸的Ha中超聲分散5win、水洗、100℃下干燥2h后浸泡在溴水中超聲分散處理5min，在90℃保持3h，水洗至pH為7，100℃干燥2h后得到3#CNTs；(4)將未處理碳納米管在580℃空氣中煅燒1h，加入2mol／L的NaOH溶液，加熱
8、回流2h，過濾、水洗，100℃下干燥2h后加入9(HN03)：P(HzS04)=l：2濃硝酸和濃鹽酸的混合物，在80℃下加熱回流40min水洗滌至pH為7，100℃下干燥2h得到4#CNTs；(5)將未處理碳納米管在580℃空氣中煅燒1h，置于三121燒瓶內加入驢(K2Cr207)：9(H2S04)=1：10的溶液，在100℃下氧化處理2h，抽濾、水洗滌至pH為7，100℃下干燥2h得到5#CNTs；(6)將未處理的碳納米管加
