超临界CO_2抗溶剂方法修饰碳纳米管

为增加碳纳米管与高分子材料的相容性,增强其在树脂共混体系中的稳定性,用超临界CO2抗溶剂沉积方法将PCL包覆到碳纳米管的表面,以阻止其分散后再次团聚,该方法对多壁碳纳米管和单壁碳纳米管均适用.探讨了CO2压力和PCL浓度与碳纳米管修饰效果之间的关系,为碳纳米管修饰提供了有效方法.     

超声震荡及化学试剂对碳纳米管分散性能的影响

通过实验方法研究了影响碳纳米管分散的因素,结果发现超声震荡可抑制碳纳米管的团聚,而添加适量的十二烷基硫酸钠或十二烷基苯磺酸钠则可以使其分散得更好。     

纳米TiO2分散料浆的制备方法研究

纳米粒子在水中的分散很困难,粒子极易团聚.这些团聚的粒子通常以所谓"软团聚"的方式存在.软团聚的粒子在外力的作用下很大程度能进一步分散.因此,制备粒径较小并以软团聚方式存在的纳米粒子料浆,对纳米粒子的应用具有一定的意义.研究了纳米TiO2分散料浆的制备方法.分别试验了分散介质、分散方法、分散剂种类及用量、分散时间、分散温度及分散介质pH值等分散条件.结果表明,50～70℃,pH=7.7～10.8,SiO2气溶胶与纳米TiO2粉末的质量比为0.06∶1,超声分散30 min得到了平均粒径在300 nm左右稳定的纳米TiO2分散料浆.     

基于木质素和多巴胺改性的MWCNTs水相分散

为解决碳纳米管材料的团聚问题,对多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs)进行多巴胺改性所形成的表面聚多巴胺层,增强了MWCNTs与木质素的结合力,从而最终实现以木质素为分散剂的水相MWCNTs稳定分散。采用傅里叶变换红外光谱和透射电镜对改性MWCNTs的表面化学结构和分散形态进行表征,应用紫外分光光度计定量评价pH值、木质素质量浓度及改性MWCNTs质量浓度对MWCNTs分散效果的影响。结果表明:经多巴胺改性的MWCNTs在木质素分散下可实现高达95.65%的分散度;中性、碱性条件有利于提高分散稳定性;木质素质量浓度为改性MWCNTs质量浓度的5倍时,MWCNTs分散效果最佳;木质素最多能均匀分散其2.5倍质量浓度的改性MWCNTs。     

碳纳米管改性的蜡基复合粘结剂

通过熔融共混将功能化的碳纳米管引入到蜡基粘结剂中,得到碳纳米管改性的复合粘结剂.扫描电镜(SEM)显微照片显示,功能化的碳纳米管能均匀分散在粘结剂基体中.偏光显微照片和热性能分析结果表明,碳纳米管的加入能有效地提高粘结剂的结晶度和热稳定性,进而改善生坯在脱脂时的保形性.碳纳米管与粘结剂的非共价键结合有助于碳纳米管的均匀分散,更可能有利于复合材料成型后的脱脂.     

碳纳米管-阻尼材料研究进展

综述碳纳米管(CNTs)、碳纳米管基聚合物的研究意义及现状,提出碳纳米管基聚合物的制备方法并取得初步成果.指出:制备碳纳米管基阻尼材料过程中存在的主要问题是CNTs在基体中的分散与基体的界面结合;在宽工作温度区间和宽频带范围高阻尼材料的制备方法上有待突破.     

颗粒团聚体在流场中的分散过程及力链演变

颗粒团聚体在加工过程中的分散效果直接影响了复合材料的综合性能.为研究颗粒团聚体在流场中的分散机理及动态细节,考虑颗粒间范德华力的作用,采用自主开发的三维颗粒离散元程序DEMix3D对分形结构团聚体在简单剪切流场中的变形和分散过程进行数值模拟,并分析团聚体在分散过程中细观结构的变化规律.研究发现:强弱力链交织形成了团聚体复杂的力链网络形态,强力链主要分布在力链网络内部,传递较大份额的流场作用力,弱力链传递小份额的流场作用力并充分分布在力链网络中;分散过程中团聚体力链结构的变化直接决定了颗粒的分散方式;当分散达到平衡状态时,碎片内的颗粒之间由于形成以强力链为主的紧密接触关系而不再分散.文中还根据碎片加权平均颗粒数的变化规律分析了流场强度对团聚体分散效果的影响.     

超声分散法制备聚酰亚胺／碳纳米管复合材料

以3,3′4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐(BTDA)及4, 4′-二氨基二苯基醚(ODA)为基本原料, 采用超声分散法,掺入碳纳米管,制备了聚酰亚胺/碳纳米管复合材料. 在不同超声时间、不同超声频率下对纳米粒子进行了分散研究,并对聚酰亚胺/碳纳米管复合材料结构表征,从力学性能,导电性能等方面进行了研究. 研究表明:超声频率325 Hz,超声时间90 min时,碳纳米管在聚酰亚胺膜中得到很好分散,聚酰亚胺/碳纳米管复合材料的力学性能和导电性能优于聚酰亚胺膜.     

低成本无团聚纳米氧化锌的制造

 以硫酸锌、碳酸氢铵为原料,借鉴传统的直接沉淀法生产工艺优点并进行原理性改进,开发出低成本、无团聚、产量大、粒径可控、高品质新型的纳米氧化锌生产工艺,即沉淀-分散法生产工艺.在反应前加入表面活性剂,制得无团聚表面改性的碱式碳酸锌前驱体,用含有表面活性剂的水溶液洗涤,压滤干燥,在380～550℃下保温0.5～1.5h分解制得少团聚的粒径<60nm的纳米氧化锌;然后用无水乙醇作分散介质,将纳米氧化锌球磨2h,进行分散和无团聚化处理,回收乙醇,即制得无团聚、平均粒径35.6nm纳米氧化锌.在实验的基础上分析了纳米氧化锌团聚与分散的机理.     

高亮度碳纳米管背光源的制备及特性研究

利用酸化及球磨工艺对碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)进行表面改性及分散处理,通过丝网印刷技术制备碳纳米管阴极并真空封装碳纳米管背光源原型器件.透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)分析表明,酸化及球磨处理后的碳纳米管表面产生管壁缺陷并分散均匀,有利于改善碳纳米管场发射性能.通过器件性能测试,亮度高达到5 000 cd·m-2,稳定发射35 h,发射电流无明显衰减.     

碳纳米管在水中分散性能

以超声波为辅助工具,分别研究在水中加入不同类型的阳离子、阴离子型等表面活性剂对碳纳米管分散性的影响,通过记录分散的碳纳米管溶液的保存时间和离心时间现察其分散性,并采用SEM和TEM对分散效果进行分析和表征。研究结果表明,十六烷基三甲基溴化铵和乳化剂OP作为分散剂的分散效果最好。     

基于第一性原理的碳纳米管热输运的计算

基于第一性原理的密度泛函理论方法对碳纳米管结构进行优化,计算出原子间的力常数.在此基础上,计算碳纳米管的声子色散关系,并且利用量子非平衡格林函数方法研究碳纳米管的热导.计算结果表明:随着碳纳米管管径的增大,碳纳米管的声子透射系数和热导均增大;然而对于碳纳米管平均单位面积热导,发现在低温区和高温区具有显著不同的性质:在低温区,不同手征类型的碳纳米管热导几乎接近;在高温区,锯齿型碳纳米管的单位面积热导随着管径的增大而增大,而扶手型碳纳米管的单位面积热导几乎不随管径的变化而变化.     

单壁碳纳米管的提纯及拉曼光谱分析

详细地介绍了一种提纯单壁碳纳米管的方法,并利用拉曼光谱对纯化前后的单壁碳纳米管进行了分析,结果表明用这种方法能得到纯度较高的单壁碳纳米管.     

从芳香性碳-碳双键的反应特性阐述碳纳米管功能化修饰

 纳米材料的功能化修饰构成了现代纳米技术的重要组成部分。作为纳米材料的成员之一,碳纳米管不易分散或溶解于任何溶剂。为了改善碳纳米管的分散/溶解性能,对其进行必要的化学修饰是可行的途径。构成碳纳米管的芳香性碳-碳双键是其功能化修饰主体。利用有机化学碳-碳双键反应的基本理论知识,能指导碳纳米管的修饰,并可预测碳纳米管的形貌及电子性能改变规律。而碳纳米管的功能化修饰成果,也有助于增强难溶有机化合物的碳-碳双键反应特性和规律的理论基础。本文从近年的科研成果出发,从结构-性能角度深入探讨了不同修饰方法对碳纳米管形貌及结构的影响。基于碳-碳双键的加成反应有效保持了原始碳纳米管的形貌,更有利于修饰碳纳米管的广泛应用。     

聚合物/碳纳米管复合材料的最新研究进展

综述了聚合物/碳纳米管复合材料的最近研究进展,介绍了聚合物/碳纳米管复合材料的制备方法以及存在的问题,特别强调了碳纳米管在聚合物基体中的分布情况对复合材料性能的影响;最后探讨了聚合物/碳纳米管复合材料进一步发展所面临的挑战。     

碳纳米管的电镜图象

运用Ｘ６５０扫描电镜、Ｈ８００透射电镜等对各种碳纳米管的形貌和结构进行了观察,发现碳纳米管呈纤维状,且有一定的弯曲;碳纳米管管端始终是封闭的,管子四周被碳纳米颗粒包围;纯化后的碳纳米管管壁四周的碳纳米颗粒消失,管口同时被打开．此外,还对其形成原因进行了分析     

可降解聚酯酰胺纳米复合材料的制备与表征

聚酯酰胺具有良好的机械性能和降解性,利用无机纳米材料可以改善聚合物的机械性能。利用纳米材料的增强作用原位复合多壁碳纳米管,制备聚酯酰胺和碳纳米管复合材料,对其复合行为和性能进行研究。考察多壁碳纳米管在聚酯酰胺中的分散,测试复合材料的热性能、机械性能以及复合材料吸水和降解性能。结果表明：多壁碳纳米管可以在聚酯酰胺中均匀分散,复合材料拉伸强度和断裂伸长均增加,降解性保持。     

氧化多壁碳纳米管、PEG及PVP添加剂对PVDF膜性能的影响

通过引入亲水性添加剂是改善膜聚偏氟乙烯(PVDF)膜亲水性和膜结构的一种有效方法.在本研究中,利用氧化碳纳米管(O-MWNTs)和聚乙二醇(PEG)及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)修饰PVDF膜.对添加剂对PVDF膜的结构、渗透性能、亲水性、结晶行为等影响进行了详细研究.结果表明:加入O-MWNTs可以提高PVDF膜的渗透通量、亲水性和机械性能.当铸膜液中添加0.6% O-MWNTs和5% PEG 200或者0.6% O-MWNTs和3% PVP时,所制PVDF膜渗透通量分别达到222.9±12.5 L·^-2·h^-1·bar^-1和 256.9±14.8 L·m^-2·h^-1·bar^-1.添加剂PEG200可以强化O-MWNTs的分散性,并能够促进相转化过程中溶剂与非溶剂间物质交换.PVP作为致孔剂能够促进孔生长和纯水通量提高.     

碳纳米管负载Ni催化剂制备碳纳米管的研究

将硝酸回流预处理过的碳纳米管载体直接浸入镀Ni溶液中,通过化学镀在其表面上沉积出Ni纳米颗粒,并将所制备的Ni/CNTs催化剂用于制备新的高纯度碳纳米管.实验结果表明,碳纳米管载体的酸预处理时间对Ni/CNTs催化剂在碳纳米管制备过程中的催化性能有很大的影响,从而影响所制备的碳纳米管的形态.当碳纳米管载体在稀硝酸中回流预处理0.5 h后,所对应的Ni/CNTs催化剂催化制备的碳纳米管存在严重的缺陷,其主要结构为竹节状和鱼骨型,同时部分碳纳米管在生长过程中分叉,成Y形结构;当碳纳米管载体经稀硝酸回流预处理6 h后,其对应的Ni/CNTs催化剂催化生长的碳纳米管粉体中,碳纳米管的形态均匀,中空,无任何隔膜,因此碳纳米管载体较长时间的酸回流预处理对催化剂的性能有明显的改善.而且相比纯的纳米Ni,Co以及Ni/SiQ2催化剂,Ni/CNTs催化剂在碳纳米管的制备过程中,具有更高的催化活性.     

复合导电剂在超细炭微球超级电容器中的应用研究

导电剂能否在电极材料中形成良好的导电网络是影响超级电容器性能的关键因素之一. 以改进St?ber法合成了高比表面积且具有多级孔结构的超细空心炭微球,以其为电极材料,对比研究了碳纳米管/炭黑复合导电剂与单一导电剂对基于超细空心炭微球超级电容器性能的影响. 研究发现,在0.2 A/g的电流密度下,采用复合导电剂时其比电容为205.7 F/g,远高于单一导电剂时的比电容. 尤其在100 A/g的大电流密度下,采用复合导电剂时的比电容高达104.0 F/g,相比炭黑导电剂提高了275%. 分析表明,纤维状的碳纳米管和炭黑可在本身易团聚的超细空心炭微球中形成点-线协同作用的导电网络,这是提升超级电容器性能的主要原因.