PMMA/MWNT纳米复合材料原位合成及性能

利用相转移反应在羧基化碳纳米管的表面引入具有反应活性的苯乙烯双键,利用双键的反应性,与MMA单体进行自由基原位聚合反应,得到PMMA修饰的碳纳米管.这种聚合物修饰的碳纳米管可以在对PMMA有溶解效力的有机溶剂中溶解,利用FTIR,TGA,TEM等对这种聚合物修饰的碳纳米管的结构、修饰效率以及在有机溶剂中的溶解和分散性能进行了表征.结果表明,通过这种方法可以实现高分子链对碳纳米管表面有效修饰.利用这种原位聚合反应,不进行均聚物的分离可以一步得到聚合物基纳米复合材料.作为比较,相同量未经任何修饰的碳纳米管用相同的方法,在相同条件下也制备了PMMA纳米复合材料,并将两个样品中碳纳米管的分散状态用扫描电镜(SEM)进行了观察,同时对其力学性能与相同条件下得到的PMMA均聚物进行了比较.     

复合碳纳米阳极强化微生物燃料电池产电研究

〖JP〗石墨烯疏水性及层间-共轭极大地影响了其生物相容性和分散性,难以有效修饰电极. 文章通过将石墨烯与碳纳米管混合,利用二者之间的非共价结合,消除了石墨烯单一修饰电极的缺点,并通过浸渍法制备了石墨烯-碳纳米管复合碳纳米材料电极. 扫描电镜观察表明,石墨烯与碳纳米管被牢固地固定在碳毡电极表面,形成了复合均一层. 将复合电极用作微生物燃料电池（MFC）的阳极,〖JP+1〗显著改善了MFC的产电性能. 复合阳极的MFC的最大功率密度（760.7 mW/m2）比空白碳毡阳极MFC的（228.8 mW/m2）高2.36倍,因为复合电极显著降低了阳极的电子传递阻力,减轻了阳极极化,改善了阳极电化学性能. 复合碳纳米材料修饰阳极的电子传递阻抗（39.8 ）比空白碳毡阳极的（248.7）低84%.〖JP〗     

碳纳米材料的表面烷基化修饰

碳纳米材料在聚合物基体中的分散性是制备良好性能聚合物/碳纳米材料的关键所在。Friedel-Crafts反应可以对碳纳米材料进行表面修饰,通过接枝或者吸附达到＂原位＂增聚合物/碳纳米复合材料的目的,有望改善碳纳米材料与聚合物基体的界面情况。     

碳纳米材料的无铜点击功能化

碳纳米管、富勒烯、石墨烯等碳纳米材料在水和有机溶剂中的溶解性不理想,导致在一定程度上限制了进一步的应用.文中综述了近几年无铜催化的点击反应,如 Diels-Alder 反应、巯基-烯点击反应等对碳纳米材料的化学修饰, 并对其发展和应用前景进行了展望.     

卟啉自组装材料综述

自组装技术是实现功能化纳米材料的一种新方法,卟啉分子因其独特的共轭π体系和易修饰的外围结构,常常作为构成有机纳米材料的理想组装单元.这些卟啉分子借助分子间的氢键、π-π相互作用等多种弱相互作用,从而形成多种形貌的卟啉微纳米材料.本文就卟啉自组装纳米材料做一简单综述.     

碳纳米材料的制备及应用

碳纳米材料具有独特的低维纳米结构、优异的性能和潜在的应用价值.重点综述上海大学低维炭材料与器件物理研究所在碳纳米材料研究方面的最新进展,并对碳纳米材料的发展趋势及对未来生产生活的影响进行评述.研究所在高纯度高结晶性单壁碳纳米管(single-walled carbon nanotubes,SWCNTs)、双壁碳纳米管(double-walled CNTs,DWCNTs)的大量生产与应用,具有量子效应的多壁碳纳米管(multi-walled CNTs,MWCNTs)的合成,碳纳米线的可控生长,单根MWCNT、单根碳纳米线的拉曼(Raman)光谱研究以及石墨烯的大量制备等方面均取得了可喜的成果.     

生物功能化碳量子点制备

为了实现碳量子点在细胞荧光成像方面的应用,采用共价修饰的方法对碳量子点进行生物功能化.采用水热法,以柠檬酸为碳源,乙二胺为钝化剂合成了蓝色荧光碳量子点.为了进一步实现碳量子点的共价偶联,对碳量子点进行羧基化处理,然后通过两步功能分子修饰完成生物功能化碳量子点的制备.采用透射电子显微镜、荧光和紫外分光光度计、红外光谱仪、电位粒度分析仪及荧光共聚焦显微镜研究了生物功能化碳量子点的性质和功能.实验结果表明:聚乙二醇(PEG)和核定位肽TAT通过酰胺化反应成功修饰至碳量子点上,叶酸(FA)通过酯化反应成功修饰至PEG末端,两步共价修饰完成了生物功能化碳量子点的制备.该生物功能化碳量子点具有电中性、小尺寸、低毒性和细胞核靶向的功能,适用于细胞荧光成像分析.     

碳基材料在电化学传感中的研究进展

电化学传感器具有简单、分析时间短、成本低、灵敏度高等优点,在环境分析和药物分析中越来越受重视.各种纳米材料和信号放大策略已被制备并用于电化学传感器的构建材料,如金纳米颗粒、双金属纳米颗粒、功能化石墨烯、碳纳米管、石墨烯量子点和金属有机框架.碳基材料具有优异的性能,包括丰富的孔结构、高比表面积、可调的表面功能性、良好的、导电性、易于化学功能化,在电化学传感领域显示出广阔的应用前景.该文具体阐述了碳基材料的性质、结构和合成,讨论了碳基及复合材料在电化学传感中的应用,有效的提高了灵敏度,最后对碳基材料面临的挑战和未来发展进行了展望.     

碳纳米管在化学分析中的应用进展

本文对碳纳米管的制备、功能化的发展进行了简要概述.碳纳米管不同的功能化后,可以增加和提高碳纳米管的性能,主要对碳纳米管的两种功能化手段进行了论述,功能化的碳纳米管采用不同的电极修饰方法,制备了不同用途的传感器.本文主要从碳纳米管的粉末微电极、碳纳米管糊电极、碳纳米管膜修饰电极三个方面来对碳纳米管近年来在化学分析中的具体应用作了讨论,并对今后的研究方向进行了展望.     

石墨烯接枝9,10—二氢—9—氧杂—10—磷杂菲—10—氧化物( DOPO) 的功能化合成

利用有机分子对石墨烯进行修饰,提高其在溶剂中的分散性。选取含磷杂菲单体9,10—二氢—9—氧杂—10—磷杂菲—10—氧化物(DOPO)为修饰物,将氧化石墨烯用氯化亚砜处理后,使其碳层上的羧基被氯化形成酰氯基,利用DOPO中磷氢键（P—H）易断开的特性,与酰氯基发生反应,使得DOPO被修饰到石墨烯上。利用拉曼检测解释了反应前后碳层结构的变化,利用红外与X射线光电子能谱检测说明了反应产物与实验设计流程相一致,使用扫描电子显微镜观察了反应产物的表面形貌,反应产物在不同溶剂中的分散性实验结果表明其具有更好的分散稳定性。通过实验研究,获得了一种新型的功能化石墨烯,且与一般石墨烯相比在有机溶剂中具有更好的分散稳定性。     

面向可持续发展的二氧化碳化学研究进展

二氧化碳既是温室气体的主要成分又是储量丰富且可再生的碳资源,研究二氧化碳的化学转化和利用对可持续发展具有重要意义.二氧化碳的热力学稳定性和动力学惰性决定了发展高效催化体系是活化二氧化碳的关键.围绕二氧化碳介质中的化学反应、二氧化碳原位酸催化反应、二氧化碳的捕集与利用、可见光催化的二氧化碳的利用、二氧化碳作为C1合成子构筑C—C/C—N/C—O键以及二氧化碳的还原功能化等方面系统地介绍了本课题组在二氧化碳化学方面的研究,并分析所面临的挑战、对策以及发展趋势.     

低温碳纳米管的XPS光谱特征研究

采用X射线光电子能谱对后处理前后的低温碳管(LT-CNTs)进行表面特征分析.发现纯化后碳管的O/C原子比升高,经过Ar气保护下的高温煅烧的后处理后,其O/C原子比降低,比表面积增大.对C1 s峰的拟合分析表明,碳管表面的含氧基团发生改变,深度纯化碳管时,大量活性碳原子变为羟基(C-O),大量的羰基(C=O)变为羧基(O-C=O).同时,大部分化学吸附的氧气将解吸,氧气的解吸将使C-O键或O-C=O转变为C=O双键等形式,且伴随碳管电学性质的改变,由明显的金属性转变为半导体性.     

碳化硅纳米管几何结构和应变能的理论研究

本文采用密度泛函方法研究了碳化硅纳米管的几何结构和相对于3C-SiC的应变能。研究结果表明：1）碳化硅纳米管中的碳原子和硅原子分布在不同直径的两个圆柱面上，碳原子所在圆柱面的直径比硅原子的大，随着纳米管直径的增加这两个圆柱面的直径差别减小；2）在椅型和锯齿型碳化硅纳米管中均存在着长度不相等的两种共价键，随着纳米管直径的增加这两种共价键的键长趋于一致；3）碳化硅纳米管相对于3C-SiC的应变能均大于0．6eV，因此它是一种亚稳态，在适当的条件下有可能合成单壁碳化硅纳米管，但是其结构比较容易向闪锌矿结构转变．     

铜催化芳杂环C-H键区域选择性芳基化的研究进展

铜作为一种廉价、新型的芳环C-H键官能团化反应催化剂,近年来一直是有机化学和催化化学的研究热点和难点之一.依据参与反应的底物的不同,综述近年来文献报道的铜催化芳杂环C-H键区域选择性芳基化反应及其机理的最新研究进展.     

钯碳催化剂在硝基还原和碳碳双键加氢反应中的应用

对常温常压下钯碳催化剂在精细有机合成中的硝基还原和碳碳双键加氢两大类加氢反应进行了初步的探索，２－氯－６－硝基甲苯在钯碳催化剂存在下催化还原，除目的产物外，不生成脱氯副产物。这是一个连串反应，控制反应条件可获得较高的反应选择性。     

Catalytic functionalization of unactivated primary C-H bonds directed by an alcohol

New synthetic methods for the catalytic functionalization of C-H bonds have the potential to revolutionize the synthesis of complex molecules. However, the realization of this synthetic potential requires the ability to functionalize selectively one C-H bond in a compound containing many such bonds and an array of functional groups. The site-selective functionalization of aliphatic C-H bonds is one of the greatest challenges that must be met for C-H bond functionalization to be used widely in complex-molecule synthesis, and processes catalysed by transition-metals provide the opportunity to control selectivity. Current methods for catalytic, aliphatic C-H bond functionalization typically rely on the presence of one inherently reactive C-H bond, or on installation and subsequent removal of directing groups that are not components of the desired molecule. To overcome these limitations, we sought catalysts and reagents that would facilitate aliphatic C-H bond functionalization at a single site, with chemoselectivity derived from the properties of the catalyst and site-selectivity directed by common functional groups contained in both the reactant and the desired product. Here we show that the combination of an iridium-phenanthroline catalyst and a dihydridosilane reagent leads to the site-selective γ-functionalization of primary C-H bonds controlled by a hydroxyl group, the most common functional group in natural products. The scope of the reaction encompasses alcohols and ketones bearing many substitution patterns and auxiliary functional groups; this broad scope suggests that this methodology will be suitable for the site-selective and diastereoselective functionalization of complex natural products.     

碳纳米管/炭黑并用导电橡胶的制备与性能研究

文章基于溶液共混法,制成了一种新型的碳纳米管/炭黑/硅胶多相复合材料.实验利用TEM、压阻测试平台等手段表征和分析了碳纳米管的功能化、添加比例对复合材料性能的影响.实验结果表明:功能化可以有效改善碳纳米管的表面特性,进而改善其在聚合物中的分散性;不同维度纳米材料(碳纳米管/炭黑)的并用会在橡胶体系中形成“葡萄串”结构,...     

镍粒子在单壁碳纳米管生成中的催化机制

用CVD法制备单壁碳纳米管，一般加入镍金属颗粒作为催化剂，由于镍金属颗粒不同晶体表面对碳原子的吸附具有不同的活性，在制备单壁碳纳米管时，导致镍颗粒（液态）吸附的碳原子在其表面由活性小的晶面活性大的晶面扩散并沉积，结果围绕镍金属颗粒形成空腔，单壁碳纳米管得以生成，在单壁碳纳米管生长过程中，镍原子作为替位式原子，总是处在碳纳米管六角网络的最外端，起着缺陷稳定剂的并促进其生成，笔者阐述了镍金属颗粒催化剂的催化机制，并对单壁碳纳米管产物的形貌作了合理解释。     

单壁碳纳米管热稳定性的模拟研究

运用紧束缚近似分子动力学模型,模拟研究了各种单壁碳纳米管(SWCNTs)在300~4 000 K范围内的热稳定性.结果表明:手性碳管的热稳定性明显优于其它类型的碳管,半径相近的单臂管比锯齿管更稳定.在深入分析碳纳米管内碳键结构的基础上,进一步探讨了各种碳管的碳键从sp2向sp3转变的情况,利用键重构对碳管的热稳定性给出了理论解释;通过平均能量和温度的关系曲线分析,研究碳管热稳定性的变化.