碳纳米管的分散及其复合材料制备研究

来源 :中国科学院上海硅酸盐研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hu549881262
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该文研究了嵌段共聚物分散剂PAME在碳纳米管表面的吸附及其对碳纳米管乙醇悬浮液稳定性的影响.首次采用紫外可见分光光度计测试手段解决了传统的沉降体积法不适于碳纳米管溶液的局限性,同时应用标准工作曲线的计算方法,半定量的表征碳纳米管悬浮液浓度随时间的变化.通过ζ电位、FTIR光谱以及聚合物分子吸附动力学的分析,研究了PAME在碳纳米管表面的吸附机理.PAME分子中酯基、胺基、烷基多个作用点通过氢键、范德华力、偶极-偶极等化学、物理作用缠绕在碳纳米管表面,降低碳纳米管在乙醇溶液中高的表面张力,是一个能量降低的自发过程.首次通过离子分散剂在碳纳米管表面引入活性基团,利用原位沉积反应的原理制备高质量的碳纳米管复合材料.以硫化钠为硫源,SDS对碳纳米管表面改性,通过原位反应成功制备了ZnS/CNTs复合粉体.ZnS晶粒大小约为4nm,在碳纳米管表面紧密包覆,晶粒存在部分硫空位.SDS改性以及ZnS原位复合对碳纳米管的电子结构没有明显改变,能够较好的保持碳纳米管优异的电学、光学性能.提供了一种可行的途径在碳纳米管表面获得中间尺度的SnO<,2>覆盖层,这既有别于SnO<,2>晶粒在碳纳米管表面的单层吸附,又不同于宏观尺寸厚的SnO<,2>涂层(如浸涂法可以得到>2000nm厚的SnO<,2>膜).SnO<,2>覆盖层表面随时间的延长更加均匀、光滑,同时也增加了局部应力,覆盖层会发生瞬间断裂,断裂带之间的碳纳米管表面覆盖有几个纳米厚度的SnO<,2>晶粒.由于覆盖层内部SnO<,2>晶粒之间比较疏松,能够增加与其它物质分子的接触面积,这对SnO<,2>气敏性能的提高是一个有利条件,期望获得的复合材料在气敏材料方面有较好的应用.
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