碳纳米纤维表面改性及碳纳米纤维纸性能研究

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碳纳米纤维（如图ｌ－６、１—７）的大量研究是从２０世纪５０年代开始的，８０
年代气相沉积碳纳米纤维成为了研究热点，籼蔷得到的碳纳米纤维具有内外两层结构，内层碳原子以ｓｐ２排列。

具有理想实术结构，中间空心的初期纤维，外层为热解碳覆盖。

它的直径一般在１０ｒｉｍ－５００ｎｍ，长度分布在０５¨ｍ一１００ｐｍ，是介于碳纳米管和普通碳纤维之间的准。

维碳材料，具有较好的导热和导电性能，较高的结晶取向度。

碳纳米纤维除了比普通碳纤维具有高比强度、高比模量、高导电、低密度、热稳定等性质外，还具有长径比大、缺陷数量少、结构致密、比表面积大等优点。

图１．６碳纳米纤维结构示意图图１．７碳纳米纤维ＳＥＭ图（图片来源：ｈｔｔｐ：ｂｒａｐｓｃｉＣＯｒｎ）
碳纳米纤维的制备方法有很多，主要包括化学气相沉积法、静电纺丝法和固相合成法
１化学气相沉积（ＣＶＤ）法
化学气相沉积（ＣＶＤ）法是通过高温的方法使烃类化台物分解．并通过金属催化剂产生碳纳米纤维。

（１）基体法
基体法就是在石墨基体或陶瓷上均匀分布催化荆，然后通过高温条件，通入
烃气，并使之分解，最终析出碳纳米纤维。

基体法制各的碳纳米纤维纯度较高。

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碳纳米纤维的ＳＥＭ表征（ａ）｛ｂ）忙）
图３－２混合酸处理时间对碳纳米纤维的影响。

（ａ）无处理碳纳米纤维：（ｂ）混合酸处理２Ｈ：ｆｃｌ混合酸处理８Ｈ
由图３—２（ａ）可以看出，碳纳米纤维的直径和长短不一致。

经过酸处理后，
图３·２（ｂ－ｃ）看出碳纳米纤维明显变短。

由于这个过程中酸处理会使表面的官能团氧化，对碳纳米纤维进行腐蚀作用。

因此当经过酸处理之后．再进行超声处理，
碳纳米纤维就会在超声的作用下被打短（变短）。

图３－３为图３．２所对应的碳纳米纤维长度统计图。

１－５ｐｒｏ５－１０ｐｒｏ１０·１５ｐｒｏ１５－２０ｐｍ
２０ｐｍＪｊ），Ｆ
＿无处理－ＭＡ２ＨＭＡＳＨ
图３－３碳纳米纤维长度变化统计分析图。

ＭＡ：９８％Ｈ２Ｓ０４：６８％ＨＮ０３＝３：由图３－３所见，碳纳米纤维未经处理前，碳纳米纤维的长度在１－２０Ｉ＿ｔｍ之间。

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０碳纳米纤维数一根一。