【摘要】：碳納米管具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與優(yōu)良性質(zhì),但是過高的長徑比與碳納米管不溶于絕大多數(shù)溶劑以及碳納米管之間的相互作用力使得碳納米管往往團(tuán)聚在一起,這影響了碳納米管的性質(zhì)并且限制了碳納米管的應(yīng)用范圍。本論文按照潤濕、分散、穩(wěn)定三個步驟對碳納米管進(jìn)行分散。重點(diǎn)研究如何改善碳納米管在水中與N-甲基吡咯烷酮中的潤濕性的方法,并且探索超聲分散工藝參數(shù)和添加不同分散劑對碳納米管分散效果的影響。通過紫外可見分光光度計(jì)和掃描電子顯微鏡等測試手段對碳納米管在溶液中的分散性進(jìn)行評估。同時探索制備高濃度碳納米管漿料的方法。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),經(jīng)過體積比為3:1的硫酸過氧化氫混合溶液回流處理后的碳納米管具有最高的熱穩(wěn)定性并且在水中潤濕性最好。超聲波處理會給碳管帶來損傷,當(dāng)超聲功率選擇為8kw超聲時間選擇為5分鐘時能夠分散碳納米管。表面活性劑在水中能夠有效的分散碳納米管,具有相同結(jié)構(gòu)與親水基的表面活性劑分散碳管能力隨著疏水基鏈長的增大而增大。當(dāng)表面活性劑中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)時能夠提高表面活性劑對碳管的分散能力。但分散碳管能力并不隨著苯環(huán)結(jié)構(gòu)的數(shù)量增長而增長。在實(shí)驗(yàn)所用分散劑中曲拉通X-405分散碳納米管能力最強(qiáng)。碳納米管在經(jīng)過過氧化氫回流處理后在N-甲基吡咯烷酮中潤濕良好。非離子型表面活性劑和含有酰胺鍵的分散劑在N-甲基吡咯烷酮中能夠有效的分散碳納米管,其中曲拉通X-405在N-甲基吡咯烷酮也顯示了最佳分散碳納米管的能力。在制備高濃度碳納米管漿料時,先預(yù)混后研磨是大規(guī)模生產(chǎn)碳納米管漿料的重要的手段,可以制備得到5wt%的碳納米管漿料。
【圖文】：

圖 1-1 石墨卷曲形成碳納米管示意圖[20]Fig 1-1 The principle of carbon nanotube construction by the chiral vector C1.3 碳納米管性質(zhì)與應(yīng)用1.3.1 碳納米管電學(xué)性質(zhì)碳納米管內(nèi)碳原子間 sp2雜化存在 鍵和 鍵。 鍵與 反鍵之間的能量達(dá)到了費(fèi)米能級，而 鍵與 反鍵之間的能量未達(dá)到，因此 鍵決定了碳納米管的電學(xué)性質(zhì)。對于單壁碳納米管可依據(jù)其手性矢量來判別 SWNTs 的導(dǎo)電性，三分之一為金屬型，，三分之二為半導(dǎo)體型。對于金屬型 SWNTs 也存在一個與其管徑成反比的能隙。理想狀態(tài)下電子在 SWNTs 呈現(xiàn)彈道輸運(yùn)的特點(diǎn)。碳納米管的導(dǎo)電能力是銅線的一千倍[21]。碳納米管沿著長軸具有約 1.85×37-2

圖 3-1 反應(yīng)裝置縮略圖Fig 3-1 Scheme of reaction 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與表征實(shí)驗(yàn)使用同步熱分析儀對各種酸性溶液回流處理后的碳管進(jìn)行熱分件為在空氣氣氛下，以 10℃/min 的升溫速率從室溫升溫到 1200℃�？捎糜诹炕治鎏脊艿男再|(zhì)，同時確定碳管中是否存在雜質(zhì)以及雜質(zhì)過熱分析得到的重量損失與碳管性質(zhì)息息相關(guān)，是評價碳管整體質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 王俊波;裴植;何麗明;;羧甲基纖維素鈉對鱗片石墨顆粒分散效果的影響[J];中國粉體技術(shù);2013年04期

本文編號：2642152