碳基納米材料,如炭黑,富勒烯,納米金剛石,碳納米管和石墨烯等,憑借優(yōu)異的物理和化學(xué)特性受到了廣泛研究關(guān)注。碳納米點(CDs)作為一類新興的碳基納米材料,其合成工藝簡單產(chǎn)率高,合成原料來源廣泛可再生,產(chǎn)物低毒甚至無毒,且具有優(yōu)異的生物相容性。同時,CDs結(jié)構(gòu)及表面官能化極易調(diào)控,豐富的表面活性官能團(tuán)不僅賦予其優(yōu)異的水溶性,在聚合物/CDs復(fù)合材料的界面設(shè)計及構(gòu)筑方面具有其他碳基納米材料無法比擬的先天優(yōu)勢。但目前關(guān)于聚合物/CDs復(fù)合材料的研究主要集中于固態(tài)熒光聚合物復(fù)合材料的制備和性能表征,有關(guān)CDs在二烯烴橡膠復(fù)合材料的應(yīng)用研究尚未見報道。基于上述背景,本論文主要圍繞CDs在橡膠復(fù)合材料的增強(qiáng)和功能化應(yīng)用這一主題開展研究,主要內(nèi)容如下:(1)采用檸檬酸為碳源,乙二胺作表面鈍化劑,通過簡單溫和的一步微波輔助法制備有機(jī)胺鈍化碳納米點(EDA-CDs)。結(jié)果表明,EDA-CDs為類球狀顆粒,粒徑均勻且分布窄;其結(jié)構(gòu)主要由內(nèi)部碳核和表面官能團(tuán)暈層組成,經(jīng)乙二胺鈍化后,EDA-CDs顆粒表面含有大量的氨基官能團(tuán),如酰胺和伯胺等,而內(nèi)部碳核結(jié)構(gòu)也摻雜氮元素。此外,所制備EDA-CDs還具有優(yōu)異的自...

【文章頁數(shù)】：166 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳納米點的合成方法
        1.2.1 電化學(xué)法
        1.2.2 燃燒/高溫/水熱/酸蝕氧化法
        1.2.3 模板合成法
        1.2.4 微波/超聲輔助合成法
        1.2.5 電弧放電合成法
        1.2.6 激光燒蝕法
        1.2.7 等離子處理法
    1.3 碳納米點的性能
        1.3.1 光吸收特性
        1.3.2 光致發(fā)光特性
        1.3.3 化學(xué)發(fā)光和電化學(xué)發(fā)光特性
        1.3.4 形態(tài)和表面性質(zhì)
        1.3.5 光穩(wěn)定性
        1.3.6 細(xì)胞毒性
        1.3.7 自由基清除和抗氧化活性
    1.4 碳納米點的應(yīng)用
        1.4.1 熒光探針
        1.4.2 生物成像
        1.4.3 聚合物復(fù)合材料
    1.5 本研究的目的與主要內(nèi)容
        1.5.1 本研究的目的與意義
        1.5.2 本研究的主要內(nèi)容
        1.5.3 本研究的創(chuàng)新之處
第二章 表面鈍化碳納米點的自由基清除和抗氧化活性研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 表面鈍化碳納米點的制備
        2.2.3 測試與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 表面鈍化碳納米點的形貌及結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 表面鈍化碳納米點的自由基清除及抗氧化活性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 有機(jī)胺鈍化碳納米點在二烯烴橡膠抗熱氧老化中的應(yīng)用研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 有機(jī)胺鈍化碳納米點的制備
        3.2.3 橡膠/有機(jī)胺鈍化碳納米點復(fù)合材料的制備
        3.2.4 測試與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 丁苯橡膠/有機(jī)胺鈍化碳納米點復(fù)合材料的硫化特性
        3.3.2 丁苯橡膠/有機(jī)胺鈍化碳納米點復(fù)合材料的力學(xué)性能
        3.3.3 丁苯橡膠/有機(jī)胺鈍化碳納米點復(fù)合材料的抗熱氧老化性能
        3.3.4 有機(jī)胺鈍化碳納米點的結(jié)構(gòu)對橡膠復(fù)合材料抗熱氧老化性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 碳納米點負(fù)載埃洛石納米管在二烯烴橡膠抗熱氧老化中的應(yīng)用研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 表面鈍化碳納米點填灌埃洛石納米管的制備
        4.2.3 表面鈍化碳納米點填灌埃洛石納米管的表面硅烷化改性
        4.2.4 丁苯橡膠復(fù)合材料的制備
        4.2.5 測試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 表面鈍化碳納米點填灌埃洛石納米管的表征
        4.3.2 丁苯橡膠/埃洛石納米管復(fù)合材料的抗熱氧老化性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 橡膠/碳納米點復(fù)合材料：多重可犧牲界面單元的構(gòu)筑及其增強(qiáng)機(jī)理研究
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗原料
        5.2.2 表面鈍化碳納米點的制備
        5.2.3 馬來酸酐接枝聚戊二烯橡膠及其復(fù)合材料的制備
        5.2.4 測試與表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 聚異戊二烯/碳納米點復(fù)合材料中多重可犧牲單元的構(gòu)筑
        5.3.2 聚異戊二烯/碳納米點復(fù)合材料中界面多重氫鍵的動態(tài)特性表征
        5.3.3 聚異戊二烯/碳納米點復(fù)合材料中力學(xué)性能
        5.3.4 聚異戊二烯/碳納米點復(fù)合材料的應(yīng)變誘導(dǎo)結(jié)晶行為
        5.3.5 聚異戊二烯/碳納米點復(fù)合材料中界面共價橋接鏈段的關(guān)鍵作用
    5.4 本章小結(jié)
第六章 橡膠/碳納米點復(fù)合材料：逾滲界面網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)筑及其增強(qiáng)機(jī)理研究
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 實驗原料
        6.2.2 環(huán)氧化天然橡膠復(fù)合材料的制備
        6.2.3 測試與表征
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 表面鈍化碳納米點與鐵離子間的相互作用研究
        6.3.2 界面金屬配位相互作用對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
        6.3.3 富金屬界面分子層的演變研究及其對復(fù)合材料分子松弛特性的影響
    6.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3755458