碳纳米管/聚氨酯复合薄膜的制备及其拉伸传感性能

采用静电纺丝制备聚氨酯纳米纤维薄膜作为可拉伸柔性基体,将碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)作为导电材料,利用真空浸渍和超声辅助将CNTs负载在聚氨酯纤维表面,形成的三维导电纤维薄膜用作拉伸传感器.利用扫描电子显微镜对复合材料进行形貌表征,利用傅里叶红外光谱仪和热量分析仪的测试来证明聚氨酯和碳纳米管之...     

CeO2/CNTs纳米复合粒子的制备及其催化性能

 采用液相化学沉积法制备CeO2/CNTs纳米复合粒子,考查了表面活性剂对产物形貌的影响,采用TEM、XRD、FT-IR等手段对产物的形貌和晶相结构进行表征。结果表明,在一定条件下,表面活性剂的“桥接”作用有效地改善了活性组分的负载,以十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,以自制碳纳米管（CNTs）为载体,可以制备出负载均匀的CeO2/CNTs纳米复合粒子。探讨了活性组分CeO2在CNTs表面的负载机制,并在此基础上研究了所得样品在风化煤硝酸氧解制备腐植酸中的催化性能。催化结果表明,CeO2/CNTs纳米复合粒子的催化性能明显优于单纯的CeO2和CNTs的催化性能,能显著提高腐植酸的产率。     

Pt/CNTs催化剂的微波法制备及其对甲醇电氧化的催化性能

为快速制备高分散Pt催化剂,首先对氯铂酸乙二醇溶液微波加热制备了Pt颗粒,然后将Pt颗粒吸附在碳纳米管(CNTs)表面,得到了Pt/CNTs系列催化剂.用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)考察了NaOH对催化剂颗粒大小和分散的影响,结果表明,NaOH有助于降低Pt颗粒尺寸和增加Pt颗粒分散稳定性,从而得到CNTs表面均匀分布的Pt催化剂.并对催化剂进行循环伏安扫描,结果表明,Pt/CNTs对甲醇电氧化活性较好.     

纳米纤维素/碳纳米管复合物的制备及电化学性能研究

以纳米纤维素为基体材料,单壁碳纳米管为导电活性材料,利用自组装技术制备了CNCs/SWNT导电复合物.利用X射线衍射、热重分析、循环伏安和交流阻抗等测试方法对所制备样品的晶型、热稳定性和电化学性能进行表征.分析结果表明,CNCs表面的羟基和SWNT表面的羧基相互作用,形成氢键,导致CNCs/SWNT复合物结晶度降低,热稳定性增强.电化学测试分析表明,与CNCs修饰电极相比,CNCs/SWNT复合物修饰电极的电荷迁移阻力更小,电化学活性更高.     

炭黑在水性体系中的分散及分散剂结构的影响

研究了表面特性各异的炭黑在水性体系中的分散，发现阴离子和两性聚合物分散剂及疏水端为萘环的非离子表面活性剂的均有分散炭黑的能力，但它们与炭黑粒子表面的结合方式不同，以低选择性的ｖａｎ ｄｅｒ Ｗａａｌ力和平面分子间的π－π力相结合，有利于炭黑的分散和所形成分散液的稳定。     

CNTs／PS和CNTs／PEE的制备及性能

通过溶液共混制备了不同碳纳米管(CNTs)质量分数的CNTs/聚苯乙烯(PS)、CNTs/聚醚酯(PEE)复合材料,研究CNTs对复合材料导电性能、力学性能的影响.CNTs的加入可以使复合材料的导电性能得到明显提高,CNTs/PS体系的电导率大于CNTs/PEE体系的电导率.随着CNTs质量分数的增加,CNTs/PS复合材料的断裂强度先增大后减小,在CNTs质量分数为1%时达到最大值,但CNTs/PEE的断裂强度随CNTs质量分数的增加逐渐下降,扫描电镜(SEM)结果显示CNTs在PS中的分散性稍好于在PEE中的分散性.     

碳纳米管表面电荷电分布及尖端电场研究

碳纳米管具有一些特殊的物理性质，其中潜藏着重要的技术价值。从理论上具体研究了金属型碳纳米管周围的电势分布、纳米管表面电荷分布及其尖端附近的电场强度等静电特性，结果显示长径比小的碳纳米管尖端处所集聚电荷密度的相对值大，而长径比大的碳纳米管尖端处所集聚电荷密度的绝对值大，并且碳纳米管的尖端电场强度有很大的加强。这对理论上进一步探索碳纳米管的场发射机制有积极意义。     

聚电解质-表面活性剂固态复合物

聚电解质与相反电荷的表面活性剂在溶液中通过分子自组装可生成聚电解质表面活性剂固态复合物(PE-Surfs).PE-Surfs具有较好的热学,力学以及光学性能,已在可控渗透膜、光电响应性有机薄膜及化学传感器等领域显示出很好的应用和发展前景.通过改变聚电解质与表面活性剂的结构和种类可制备具有不同结构和性能的功能材料.本文对PE-Surfs的制备、结构与性能以及应用前景进行概述.     

碳纳米管-聚3,4-乙撑二氧噻吩修饰电极

为克服传统电极电信号传导性能弱、生物相容性差的缺点,采用碳纳米管-导电聚合物对电极进行修饰,使其具有理想的粗糙表面和较大的活性界面面积。以化学自组装法在金电极表面修饰单壁碳纳米管,然后在表面采用电化学聚合法进一步修饰导电聚合物聚3,4-乙撑二氧噻吩。拉曼光谱及电镜分析表明自组装的碳纳米管与导电聚合物在金电极表面形成了良好的复合修饰层。电极修饰后氧化还原峰位差从裸金电极的70 mV减小为65 mV,同时循环伏安曲线的包覆面积明显增大,电极表面电子通量提高。     

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.     

聚丙烯/碳纳米管复合材料的结构与导电性能:注塑工艺与膨胀石墨的影响

获得高性能碳纳米管(MWCNT)增强聚合物复合材料的关键在于控制碳纳米管在聚合物基体中的分布与取向。传统的注塑成型工艺下,碳纳米管容易发生取向,其表面电阻率远远大于模压成型时的电阻率。本文通过调整注塑工艺改变剪切场实现对碳纳米管在基体中分布与取向的控制。结果表明:在低熔体温度和高注射速度下,碳纳米管局部取向,导电性能下降;而在高熔体温度和低注射速度下,碳纳米管分散良好,导电网络优良,聚丙烯/碳纳米管(PP/MWCNT)注塑制品的导电性能得到有效提升,其表面电阻率下降了约5个数量级。加入膨胀石墨(EG)有增强导电网络的作用,使PP/MWCNT/EG复合材料的导电网络更为完善,其导电性能进一步提高,尤其在低熔体温度和高注射速度下最为明显;随着EG含量的增加,PP/MWCNT/EG的表面电阻率下降了3个数量级。     

表面活性剂对微细滑石的分散作用

采用沉降法考察了阳离子表面活性剂和几种亲水基不同的阴离子表面活性剂在水介质中对微细滑石颗粒的分散效果;通过测试加入表面活性剂前后颗粒表面Zeta电位、体系分散率变化,探讨了分散剂的作用机理。研究结果表明:阳离子表面活性剂对微细滑石粉体的分散效果不佳;含有强亲水性的磺酸基团和羧酸基团的阴离子表面活性剂对滑石粉体具有一定的分散效果;加入表面活性剂使颗粒表面Zeta电位绝对值变大,提高了悬浮液的稳定性。表面活性剂的最佳浓度分别为:月桂酸钠,2×10-5mol/L;十二烷基苯磺酸钠,4×10-5mol/L;合适的pH值范围为10.5~11.5;表面活性剂通过增大静电斥力和空间位阻起分散作用。     

GEM法分析尼龙6/炭黑导电复合材料的电学性能

采用熔融共混法制备尼龙6/炭黑(carbon black,CB)导电复合材料,探讨温度对尼龙6/CB复合材料导电行为的影响.引入有效介质普适(GEM)方程分析温度对复合材料导电性能的影响,并讨论相关数学模型的适应性.研究表明:在CB含量一定的条件下,温度升高使CB在聚合物基体中形成的导电网络得到优化,电导率升高;而温度降低在一定程度上破坏了复合材料的导电网络,使电导率降低.     

新型明胶基碳纳米管骨架活性炭的制备

催化裂解法制备的碳纳米管(CNTs)经混酸纯化后,均匀分散到明胶的溶液中,用乙醇析出得到明胶/碳纳米管海绵前驱体,再通过炭化、氢氧化钾活化处理制备出明胶基碳纳米管骨架活性炭.采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对样品的表面形貌进行表征,结果显示:碳纳米管能够很好地被明胶包覆,并均匀分散在整个基体中.比表面和孔结构测试结果表明:随着碳纳米管含量的增大,活性炭样品比表面积和总孔容先增大后减小.此外,还对明胶基碳纳米管骨架活性炭孔结构的形成机理进行了分析讨论.     

三维互通CNTs/Cu复合材料的制备及力学性能研究

对CuCr合金粉末固溶时效处理之后进行预烧结,得到CuCr预压块。以此预压块为基底,采用化学气相沉积（chemical vapor deposition, CVD）工艺和放电等离子烧结（sparking plasma sintering, SPS）工艺成功制备了三维互通的碳纳米管/铜（carbon nanotubes/Cu, CNTs/Cu）复合材料。采用扫描电子显微镜（scanning electron microscope, SEM）,拉曼光谱仪等表征碳纳米管的微观组织结构,利用微拉伸试验机测试复合材料的力学性能。研究结果表明,Cr作为催化剂,对碳纳米管的形貌影响很大,碳纳米管的质量也会对复合材料的力学性能产生影响。当Cr的质量分数为0.6%时,碳纳米管在铜基体表面均匀分布,CNTs/Cu复合材料的力学性能最佳。经SPS烧结和轧制之后,复合材料的导电率和屈服强度分别达到了82.4% IACS和349 MPa,断裂伸长率高达6.4%,这是由于CNTs的加入,起到了第二相强化的作用,提高了复合材料的力学性能。     

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.     

表面活性剂对普鲁士蓝复合修饰电极性能的影响

使用滴涂的方法制备多壁碳纳米管(MWNTs)修饰电极(MWNTs/GCE),并利用循环伏安法在该电极表面沉积普鲁士蓝(PB),从而得到普鲁士蓝-多壁碳纳米管复合修饰电极(PB/MWNTs/GCE),相对于相同条件下在裸玻碳电极表面制备的PB修饰电极,该电极表现出更优良的电化学性质。通过使用不同性质的表面活性剂对MWNTs进行分散,制备了系列MWNTs基PB修饰电极,并研究了表面活性剂对PB复合修饰电极性能的影响。实验结果表明,表面活性剂的加入提高了PB/MWNTs/GCE基修饰电极对过氧化氢的检测范围。     

单一表面活性剂胶束对MBH 和Q-(OH)2之间氢负离子转移反应的影响

在水溶液中，25℃条件下，使用停流法研究了单一表面活性剂胶束对MBH与Q－（OH）2之间的氢负离子转移反应的影响。实验结果表明，离子型表面活性剂和两性表面活性剂对该反应有抑制作用；非离子型表面活性剂对该反应基本无影响。从表面活性剂单体（或胶束）对带电荷的反应物或电荷转移复合物中间体的静电相互作用角度讨论了实验结果。     

PDDA/CNTs对电极在DSSCs中的应用

对电极是染料敏化太阳能电池(dye-sensitized solar cells,DSSCs)的重要组成部分,将PDDA(poly dimethyl diallyl ammonium chloride)功能化的碳纳米管的复合材料PDDA/CNTs(carbon nanotubes)用作对电极,取代传统的高成本Pt对电极可降低成本。文章用滴加法将复合材料水溶液滴加到导电玻璃基底FTO(fluorine-doped tin oxide)上,制备成对电极薄膜;分析了PDDA/CNTs对电极电池的光电性能及其主要影响因素以及电池的稳定性。该文最优化的电池光电转换效率η和单色光光电转换效率(IPCE)分别达到5.65%和61.6%,相对于纯CNTs对电极组装的电池,其光学性能明显提高。分析结果表明,PDDA/CNTs复合材料是DSSCs中Pt对电极较好的替代品。     

碳纳米管的表面修饰及其在水中的分散性能研究

采用硫酸和硝酸混合酸对催化裂解法(CⅧ法)制备的多壁碳纳米管(CNTs)进行纯化,然后运用十六烷基三甲基溴化胺(HTAB)对CNTs进行修饰,并利用透射电子显微镜、红外光谱和拉曼光谱表征了CNTs的表面结构;另外,通过数码照相机和乌氏粘度计研究了修饰的CNTs在水中的分散性能,实验结果表明,通过混合酸处理能够使CNTS表面拥有较多的羟基和羧基官能团;在氨水的作用下,CNTs能够被HTAB所包覆,而且修饰后的CNTs在水中的分散性能得到提高．