碳纳米管的改性研究进展

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多壁碳纳米管的化学功能化改性及分散性研究

硅烷化改性处理。采用Ｆ＿Ｒ，Ｄ，ＥＵＶ对酸氧化和硅烷化后的ＭＷＣＴｓ］＿ＥＳＳＭ，、ＩＮ进行了表征分析。结果表明：经硝
酸在１０酸氧化处理后，２℃ ＭＷＣＮＴｓ的形貌发生明显变化，米管间的缠结减少；硅烷偶联剂改性处理后的纳经
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报 Βιβλιοθήκη ２１００年第２７卷
（山禾创超声仪器有限公司）昆；Ｎｉｌｔ７０智能傅里叶变换红外光谱仪（ＴＩ美国热电公司）能谱仪ｃｅ５０ｏＦＲ，；（ＤＳ英国ＩＡ公司）￣４０Ｅ，ＮＣ；８０型场发射扫描电镜（ＥＳＭ，Ｆ — Ｅ日立公司）Ｕ一００型紫外可见光谱仪（；３１ＵＶ，
收稿日期：２０ —１ —１０９２７基金项目：浙江省科技厅重大纺织专项资助项目（０７４０；０８１８）２０Ｃ１０８２０Ｃｌ０１
作者简介：单燕君（９４）男，北石家庄人，士研究生，１８－，河硕主要从事功能纤维及其成型技术的研究。通讯作者：张顺花，电子邮箱：ｓｈｊ１３ｃｒｚｈｚ６．ｏｌ＠ｎ
ＭＷＣＮＴｓ面接枝了官能团及低聚物；学处理可改善ＭＷＣｓ的分散稳定性，表化ＮＴＭＷＣＴｓ悬浮液在静置２Ｎ０ｈ
后，浓度仅降低不到５。其
关键词：纳米管；化学修饰；散性能；机理碳分中图分类号：Ｂ３Ｔ３２文献标识码：Ａ

关于碳纳米管的研究报告进展综述

关于碳纳米管的研究进展1、前言1985年9月，Curl、Smally和Kroto发现了一个由个60个碳原子组成的完美对称的足球状分子，称作为富勒烯。

这个新分子是碳家族除石墨和金刚石外的新成员,它的发现刷新了人们对这一最熟悉元素的认识,并宣告一种新的化学和全新的“大碳结构”概念诞生了。

之后,人们相继发现并分离出C70、C76、C78、C84等。

1991年日本的Iijima教授用真空电弧蒸发石墨电极时,首次在高分辨透射电子显微镜下发现了具有纳米尺寸的碳的多层管状物—碳纳米管。

年,日本公司的科学家和匆通过改进电弧放电方法,成功的制备了克量级的碳纳米管。

1993年，通过在电弧放电中加入过渡金属催化剂,NEC和IBM研究小组同时成功地合成了单壁碳纳米管；同年，Yacaman等以乙炔为碳源，用铁作催化剂首次针对性的由化学气相沉积法成功地合成了多壁碳纳米管。

1996年,我国科学家实现了碳纳米管的大面积定向生长。

1998年,科研人员利用碳纳米管作电子管阴极同年,科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管;中国科学院金属研究所成会明研究小组采用催化热解碳氢化合物的方法得到了较高产率的单壁碳纳米管和由多根单壁碳纳米管形成的阵列以及由该阵列形成的数厘米长的条带。

1999年,国的一个研究小组制成了碳纳米管阴极彩色显示器样管。

2000年,日本科学家制成了高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。

2001年,Schlitter等用热解有纳米图形的前驱体,通过自组装合成了单壁碳纳米管单晶,表明已经可以在微米级制得整体材料的单壁碳纳米管,并为宏量制备指出了方向。

2、碳纳米管的制备方法获得大批量、管径均匀和高纯度的碳纳米管,是研究其性能及应用的基础。

而大批量、低成本的合成工艺是碳纳米管实现工业化应用的保证。

因此对碳纳米管制备工艺的研究具有重要的意义。

目前,常用的制备碳纳米管的方法包括石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法。

一般来说,石墨电弧法和激光蒸发法制备的碳纳米管纯度和晶化程度都较高,但产量较低。

碳纳米管表面改性及其吸附水中污染物的研究进展

化工技术与开发
第４３卷
酸钠溶液处理纯化碳纳米管，碳纳米管被剪短，表面是以无组织的非晶体状态附着于ＭＷＮＴｓ的，相比
被含氧官能团修饰，改性碳纳米管对Ｐｂ的吸附量ＭＷＮＴｓ，对Ｃｕ的吸附能力提高了１００％，ＭｎＯ，最
摘要：简述了碳纳米管的结构、性质及优异的吸附性能，介绍了碳纳米管的表面改性方法，总结了对不同
目标物吸附效果的差异。表面改性有利于碳纳米管对水中重金属离子的吸附，对不同的有机污染物而言，不同的
修饰官能团的吸附效果差异较大。指出了吸附竞争和提高选择性等是未来需要研究的方向。
碳纳米管为疏水性材料，其范德华引力较强，表
发生相互作用，一般在中空管腔内壁和端口处发生氧化反应，引入化学官能团，大幅提高了其比表面积，并加强了在非极性溶剂中的分散性。
共价键修饰改性最先是通过氧化剂化学切割，采用混酸和其他氧化性溶液氧化碳纳米管并用于水中污染物的吸附试验研究。王荣华等嘲采用次氯
和有机化合物废水处理的常用方法之一，其中吸附时在表面修饰一定数量的活性官能团，从而改善水
法应用比较广泛［１－２１。
相中碳纳米管吸附有毒有害污染物的特性。表面官
碳纳米管是具有独特中空结构的一维纳米材能化改性是吸附水中痕量或低浓度的目标污染物的
１碳纳米管的结构和性质
２改性方法
最初碳纳米管表面改性是通过共价键修饰来实现的，之后学者为了保持其良好的结构性能，逐渐采用非共价键法改性，包覆或负载金属、氧化物、氮化物、硫化物、生物分子等以实现碳纳米管的表面改

碳纳米管改性方法及其在复合材料制备中的应用

碳纳米管改性方法及其在复合材料制备中的应用摘要：综述了近几年关于碳纳米管改性方法的研究进展，并针对每种方法介绍了相应的复合材料制备实例。

讨论了各种改性方法的作用原理，并对其优点和缺点进行了比较。

最后对碳纳米管增强聚合物纳米复合材料的发展前景做了展望。

关键词：改性方法碳纳米管复合材料研究进展中图分类号：tb383 文献标识码：a 文章编号：1007-3973（2012）005-118-031 前言自从1991年碳纳米管被iijima发现以来，其凭借出众的力学、电学、热学、化学性能、极高的长径比（100—1000）以及纳米尺寸上独特的准一维管状分子结构，表现出运用在未来科技领域里所具有的巨大潜在价值，迅速成为物理、化学、材料科学领域里的研究热点。

碳纳米管是由很多碳原子组合在一起形成的石墨片层卷成的中空管体，根据其石墨片层数的不同，可分为单壁碳纳米管(swnts)和多壁碳纳米管(mwnts)。

由于碳纳米管主要由碳元素组成，与聚合物的成分相似，所以可以使用cnt来增强聚合物纳米复合材料。

随着的生产cnt方法越来越简便，其价格也越来越便宜，这种方法相对于在聚合物中添加含碳填料来改善聚合物性能等传统方法，改性效果更好，市场需求更广，经济前景更乐观。

可以预见，在不久的将来cnt将会成为制备聚合物基复合材料的主要原料。

2 碳纳米管的处理由于其自身固有缺陷，碳纳米管从合成到被应用到复合材料中，需要经过纯化和表面改性两个过程。

2.1 碳纳米管的纯化目前合成碳纳米管的方法很多，但无论是经典的电弧放电法，还是新兴的水热法、火焰法、固相复分解反应制备法、超临界流体技术法制备成的碳纳米管都不可避免的被各种无定形碳颗粒、无定形碳纤维和石墨微粒等杂质附着，混杂在一起，影响其纳米粒子独有的小尺寸效应、界面效应、量子效应。

它们的化学性质也相似，不但给后续制备复合材料带来困难，而且使其性能的发挥受到很大的影响，所以必须进行纯化处理。

碳纳米管的性能及其在海水淡化中的应用

碳纳米管的性能及其在海水淡化中的应用摘要碳纳米管是近年来国内外广泛关注的一类纳米材料，具有一维特征孔道结构，能够有效促进液体分子的传输速率，是理想的海水淡化膜分离材料。

通过将其引入到常用的海水淡化膜基质中，借以提高膜的分离性能，逐渐成为膜分离领域的一个研究热点。

结了碳纳米管在反渗透、正渗透、膜蒸馏中的应用研究现状并分析了碳纳米管在反渗透、正渗透、膜蒸馏应用中的挑战，探讨了碳纳米管在海水淡化膜分离材料中的应用潜力。

１碳纳米管的结构与功能Ｋｒｏｔｏ和Ｓｍａｌｌｅｙ于１９８５年首次发现了碳纳米管，直到１９９１年，由Ｉｉｊｉｍａ首次成功制备了碳纳米管。

碳纳米管是一种由单层或多层石墨烯同轴缠绕而成的柱状或层套状的管状物，碳原子以ｓｐ２杂化为主并混有ｓｐ３杂化。

碳纳米管性能优异，在微电子、生物医药和聚合物复合材料加固等方面应用潜力巨大。

碳纳米管具有独特的本征空腔结构，输水能力超强，水分子在碳纳米管中的传输速度比理论计算的高出几个数量级。

Ｈｕｍｍｅｒ等采用分子动力学模拟水分子在碳纳米管中的流动行为，并提出了水分子在碳纳米管中的快速输送机理：首先，水分子在碳纳米管内部形成强力、规则的氢键，利于水分子快速通过；其次，碳纳米管内腔疏水、无极性，与水分子之间的相互作用非常弱，水分子能够无摩擦地通过碳纳米管。

Ｔｈｏｍａｓ等通过研究水分子在不同直径和长度的碳纳米管内的传输动力学，证明碳纳米管的内径对水分子的传输速度起决定作用。

随着内径的增大，水分子在碳纳米管中的构型逐渐由线性链变为堆叠五边形和六边形，最后成为无规则水流（见图１）。

当碳纳米管内径为０．８３ｎｍ时，水分子成线性链，流速达到最大。

脱盐效果优异是碳纳米管在膜分离技术应用中的另一个重要性能。

碳纳米管的内径和尺寸排阻效应与毛细管行为的临界尺寸相当，能够在内壁形成能垒，只允许水分子通过，而水合离子则需要克服能垒后通过。

碳纳米管的内径对离子截留率的影响至关重要，当内径由０．６６ｎｍ增大到０．９３ｎｍ时，脱盐率由１００％降低到９５％。

多壁碳纳米管的多巴胺改性研究

多壁碳纳米管的多巴胺改性研究1991年日本电气公司的S.Iilima 教授[1]在对电弧放电的石墨棒进行高分辨投射电镜观察时，发现阳极上形成了圆柱状沉积，沉积主要由柱状排列的平行中空管状物组成，管状物直径为纳米尺寸，故称之为碳纳米管（Carbon nanotubes）。

具有独特的结构和物理化学性质, 如低密度、高比模量、高强度、良好的电导性和温度传导性能等。

作为一种高性能的纳米材料，碳纳米管在材料科学、传感技术和生物医学等方面具有广泛的应用前景[2],如作为工程材料的增强相[3]、制作各种分子器件[4]、生物/ 化学传感器、分子探针[5-7]以及作为储氢、储能材料[8-10]等。

但是使用完整的CNTs 来构筑先进的器件仍然是一个难题[10]。

由于CNTs 之间强烈的范德华力存在以及CNTs 大的长径比，使得CNTs 往往集结成束，而且由于CNTs 本身所具有的难溶性和难处理性，极大的限制了其应用性能的研究。

对碳纳米管进行表面化学修饰, 改善其表面性能是解决碳纳米管分散性和溶解性的有效途径[11, 12] 。

化学修饰法是使碳纳米管与改性剂之间进行化学反应,改变碳纳米管的表面结构和状态,达到改性目的。

常用的是强酸或混酸使碳纳米管表面的缺陷氧化成羧基,然后利用醇类或胺类化合物与之作用形成酯或酰胺[13] , 而改善碳纳米管的溶解性和分散性。

然而，混酸改性碳管在引入羧基的同时,碳纳米管的尺寸被截断得较短,降低了其长径比,也破坏了碳纳米管的部分管壁结构。

本实验选用多巴胺以对碳纳米管分别进行共价包覆修饰，而后借助于化学还原法在不同方法改性后的碳管表面沉积纳米银，从而制备碳纳米管纳米银复合材料。

通过TEM、EDS以及FIRT等手段进行表征，研究表明多巴胺和丙烯酸成功的包覆于碳纳米管表面，并对碳纳米管的进一步的功能化提供一个可控的反应平台。

1 实验部分1.1 试剂与仪器多壁碳纳米管（MWNT，直径40-60nm）深圳纳米技术有限公司提供；多巴胺（DA）, Tris-HCl 由Aladrich 提供；丙烯酸，由Alfa 提供。

碳纳米管增强金属基复合材料的力学性能研究

碳纳米管增强金属基复合材料的力学性能研究近年来，碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）作为一种新型纳米材料，引发了广泛的研究兴趣。

由于其优异的力学性能和独特的结构，碳纳米管成为改善传统材料性能的理想增强剂。

本文旨在探讨碳纳米管增强金属基复合材料在力学性能方面的研究现状和发展趋势。

首先，碳纳米管作为增强剂，可以显著改善金属基材料的强度和硬度。

研究证实，当碳纳米管掺杂在金属基复合材料中时，由于其高强度和刚度，可以有效抵抗金属晶粒的滑移和扩散，从而提高材料的抗拉强度和屈服强度。

同时，碳纳米管还能增加复合材料的硬度，因为其针状结构可阻碍位错的运动，从而使材料更难发生塑性变形。

其次，碳纳米管对金属基复合材料的韧性和断裂韧度也有显著的影响。

相比于纯金属材料，碳纳米管可以增加复合材料的断裂韧度。

这是因为碳纳米管具有高强度和高韧性的特点，能够吸收和分散外载荷，在复合材料中形成桥梁效应，提高其韧性。

此外，由于碳纳米管材料表面的高能位缺陷，能够吸附并扩散裂纹的尖端，进一步抑制裂纹的扩展速率，从而提高复合材料的断裂韧度。

不仅如此，碳纳米管还可以提高金属基复合材料的疲劳寿命和耐蚀性。

由于其高强度、高模量和良好的润湿性，碳纳米管可以抵抗金属表面的应力腐蚀和疲劳裂纹扩展，延长金属基复合材料的使用寿命。

同时，碳纳米管还能够吸附和吸收金属表面的有害离子和分子，提高复合材料的耐腐蚀性能。

然而，在实际应用中，碳纳米管增强金属基复合材料还面临一些挑战。

首先，碳纳米管的分散性是影响复合材料力学性能的重要因素。

碳纳米管的高表面能使其易于团聚，在复合材料中形成团簇，导致性能不稳定。

因此，如何实现碳纳米管在金属基复合材料中的均匀分散是当前亟待解决的课题。

此外，碳纳米管与金属基材料之间的界面相互作用也是影响复合材料性能的关键因素之一。

界面的相容性和结合强度直接影响复合材料的力学性能。

寻找合适的界面改性方法和结构设计，以增加碳纳米管与金属基材料之间的结合力，实现优化的界面效果，是进一步提高复合材料性能的重要课题。

改性碳纳米管增强环氧树脂力学性能研究进展

关键词：纳米管；能团化；性；氧树脂碳官改环中图分类号：Ｑ２．文献标识码：文章编号：０４２４（００１— ０６０Ｔ３３５Ａ１０ — ８９２１）００５ — ６
０前Leabharlann 言而增强ＣＴ／Ｐ复合材料的力学性能，内外采取ＮｓＥ国多种途径对ＣＴ表面进行改性。通常的方法是先Ｎｓ对ＣＴ进行表面官能团化，在其端口或侧壁引进Ｎｓ功能性基团以增加其水溶性，提高ＣＴ在ＥＮｓＰ中的
摘
要：有低密度、强度和高模量等优异力学性能的碳纳米管（Ｎｓ是环氧树脂（Ｐ基体的理想具高ＣＴ）Ｅ）
增强材料，而ＣＴ然Ｎｓ在Ｅ体中分散性较差，且其与ＥＰ基并Ｐ之间难以形成有效的结合界面，成为制约这ＣＴ／Ｐ复合材料力学性能进一步增强的关键因素，ＣＴ行官能化改性则是解决上述问题的有效途ＮｓＥ对Ｎｓ进
中国胶粘剂
一
２１００年ｌ第１第１期０月９卷０
Ｖｏ．９Ｎｏ１Ｏｃ．０１１１．０，ｔ２０
５一６
ＣＮＡＡＤＨＩＨＥＳＶＥＩＳ
改性碳纳米管增强环氧树脂力学性能研究进展
晁吉福，吴耀国，刘燕燕
（西北工业大学理学院应用化学系，西西安陕７０２）１１９

碳纳米管改性聚偏氟乙烯复合材料研究进展

碳纳米管改性聚偏氟乙烯复合材料研究进展碳纳米管改性聚偏氟乙烯复合材料是一种将碳纳米管与聚偏氟乙烯相结合的新材料。

碳纳米管是一种结构独特、力学性能优良、导电性好的纳米材料，而聚偏氟乙烯是一种具有优良机械性能和化学稳定性的高分子材料。

将两者相结合，可以充分发挥各自的优势，提高材料的力学性能、热稳定性和导电性能。

在碳纳米管改性聚偏氟乙烯复合材料的研究中，主要涉及到材料的制备方法、复合界面的改性、力学性能的提高等方面。

制备方法是研究中的关键。

常见的制备方法有溶液法、熔融共混法和电纺法等。

溶液法是将碳纳米管和聚偏氟乙烯溶解在适当的溶剂中，然后通过溶液蒸发或涂覆等方式得到复合材料。

熔融共混法是在高温下将碳纳米管和聚偏氟乙烯共混，然后通过压制和热处理等方式得到复合材料。

电纺法则是在高电压作用下将碳纳米管和聚偏氟乙烯纤维化，然后通过静电纺丝得到复合纤维。

这些制备方法各有优缺点，研究者可以根据实际需要选择适合的方法。

改性复合界面也是研究的重点。

由于碳纳米管与聚偏氟乙烯之间的界面相互作用较弱，容易导致界面的剥离和断裂。

为了改善界面相互作用，可以通过表面修饰、化学改性和添加界面剂等方式来增强界面结合力。

可以在碳纳米管表面引入官能团，增加其与聚偏氟乙烯的相容性；也可以在复合材料中添加一些具有较好黏附性的界面剂，提高界面的粘附性能。

这些方法对于改善复合界面的性能有重要作用。

研究者还致力于提高碳纳米管改性聚偏氟乙烯复合材料的力学性能。

碳纳米管的加入可以增加材料的强度、刚度和抗拉性能。

聚偏氟乙烯的优良韧性也能提高材料的耐冲击性。

通过控制碳纳米管的含量、尺寸和分散状态等因素，以及调整聚偏氟乙烯的加工工艺，可以有效提高复合材料的力学性能。

高分子化学修饰碳纳米管及其改性聚合物研究进展

高分子化学修饰碳纳米管及其改性聚合物研究进展
周洪福，王向东。励杭泉，王杰，王占嘉，黄彬
ｆ１．北京工商大学材料与机械工程学院，北京１０００４８；２．北京化工大学材料科学与工程学院，北京０４４１００）４１２００１；３．山西青山化工有限公司，山西运城
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＣａｒｂｏｎＮａｎｏｔｕｂｅｓＤｅｃｏｒａｔｅｄＣｈｅｍｉｃａｌｌｙｂｙＰｏｌｙｍｅｔａｎｄＩｔｓＰｏｌｙｍｅｒｉｃＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
第４ｌ卷，第４期
２０１３年４月
工Hale Waihona Puke 程塑料应
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ｄｏｉ：ｌＯ．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－３５３９．２０１３．０４．０２６
ｐｏｌｙｏｌｅｉｆｎ，ｐｏｌｙａｍｉｄｅ，ｐｏｌｙｕｒｅｈａｔｎｅａｎｄｅｐｏｘｙｐｏｌｙｍｅｒｅｎｈａｎｃｅｄｂｙｃａｒｂｏｎｎｎｏａｔｕｂｅｓｄｅｃｏｒａｔｅｄｃｈｅｍｉｃａｌｌｙｂｙｐｏｌｍｅｙｒ．

功能化碳纳米管的应用研究进展

Vo l .38No .12·14·化　工　新　型　材　料N EW CH EM ICA L M A T ERIA LS 第38卷第12期2010年12月基金项目:国家自然科学基金资助项目(50773018)作者简介:董振华(1982-),男,硕士研究生,研究方向为功能高分子。

联系人:朱靖。

功能化碳纳米管的应用研究进展董振华　朱　靖＊　刘　洋　魏宏亮　楚晖娟(河南工业大学化学化工学院,郑州450001)摘　要　碳纳米管具有独特的管状结构和优异的性能,由于其表面活性、分散能力的制约,影响了碳纳米管的应用。

从共价修饰和非共价修饰两方面,介绍了目前碳纳米管功能化修饰的方法和研究状况。

从光电通信、医疗、材料等方面着重介绍了功能化修饰后的碳纳米管一些最新应用进展,展望了碳纳米管的发展与应用前景。

关键词　碳纳米管,功能化,应用Advance in application of functionalized carbon nanotubesDo ng Zhenhua Zhu Jing Liu Yang Wei Ho ng liang Chu H uijuan(Schoo l of Chemistry and Chemical Engineering ,Henan Unive rsity o f Technolog y ,Zheng zhou 450001)A bstract Carbon nano tubes (CN T s )are co nsidered as o ne o f the ideal reinfo rcements fo r nano -composites due totheir peculiar structur es and supe rio r pro pe rties .Because of its surface activ ity and dispersio n ability constraints affect the application of car bo n nanotube s .Fro m the covalent and non -cov alent modifica tion ,described the curr ent metho d of func -tional car bo n nanotubes and study the situation .A n ov erview of so me of the latest resea rch fro m the optical communica -tions ,medical ,and ma te rials mo dificatio n ,fo r the perfo rmance and applicatio n o f car bo n nano tubes .L ooking developme nt and applicatio n o f ca rbon nano tubes in the future .Key words carbon nano tube ,func tional ,applicatio n 碳纳米管(CN T s )是一种新型的碳结构材料,可以形象的认为是由石墨片按一定的螺旋度卷曲成的无缝纳米级圆筒,两端的“碳帽”由五元环和六元环封闭。

碳纳米管提高SBS改性沥青性能的研究

关键词：纳米材料；碳纳米管；ＳＳ改性剂；改性沥青Ｂ
中图分类号：Ｓ７３７
文献标识码：Ａ
Hale Waihona Puke 文章编号：１００５（０１５— ０５— ３０１— ０Ｘ２１）００６０
．
ＳｕｙｏｍｐｏｉｇｔｅＰｒｏｍａｃｆＭｏｉｅ￣ｈｌＢＳＵｓｎｒｏｎｔｂｓＳｎＬｎｔｄｎＩｒｖｎｈｅｆｒｎｅ０ｄｆｄＡｓａｔＳｉｇＣａｂｎＮａｏｕｅ／ｕｉｇｉｐ
第２７卷第５期２１０１年９月
森
林
工
程
Ｖｏ．７Ｎ．１２ｏ５
Ｓｐ．，２０１ｅ１
Ｆ０ＲＥＳＥＮＧＩＴＮＥＥＲＩＮＧ
碳纳米管提高ＳＳ改性沥青性能的研究Ｂ
孙凌，于文勇，张春平
（黑龙江工程学院，哈尔滨１０５５００）
ｉｏｇｎｃｎｎ — ｔｒａｓＣａｂｎｎｎｔｂｓａｄＳＳｍｏｉｅｒｄｅｎｏａｐａｔｏｍｏｆｈｅｏｍａｃｆａｐａｔａｄａｓｒｓ０ｘｅｍｅｔｎｒａｉａｏｍａｅｉｌ．ｒｏａｏｕｅｎＢｄｆｒｗｅｅａｄｄｉｔｓｈｌｄｉｔｅｐｒｒｎｅｏｓｈｌ．ｎｅｅｆｅｐｒｎｓｉｔｙｆｉｉｉａｏａｏｙｗｅｅｃｒｉｄｏｔＲｅｕｔｓｏｔａｅｈｍｏｎｆｃｒｏａｏｕｅｓａｎ．０ｎｌｂｒｔｒｒａｒｅｕ．ｓｌｓｈｗｔｈｗｈｎｔｅａｕｔｏａｂｎｎｎｔｂｓｉｍｏｇ０２％～０．０％，ｔｅｐｒｏｍａｃｆａｐａｔｉｏｈ８ｈｅｆｒｎｅｏｓｈｌｎｂｔｈｇｎｏｔｍｐｒｔｒａｅｉｏｅｉｈａｄｌｗｅｅａｕｅｃｎｂｍｐｒｖｄ．ＯｎｙｂｏｉｉｇｗｉｈＳｌｙｃｍｂｎｎｔＢＳ，ｔｅｒｌｆｃｒｏａｏｕｅｏｓｈａｔｃｎｃｍｅｉｔｆｅｔｈｏｅｏａｂｎｎｎｔｂｓｆｒａｐｌａｏｎｏｅｆｃ．

碳纳米管增强聚合物复合材料的制备与性能研究

碳纳米管增强聚合物复合材料的制备与性能研究简介：碳纳米管是一种具有优异力学性能和导电性的纳米材料，已被广泛应用于聚合物复合材料中。

本文旨在介绍碳纳米管增强聚合物复合材料的制备方法、性能研究与应用前景。

1. 碳纳米管的制备方法1.1 化学气相沉积法化学气相沉积法是目前最常用的碳纳米管制备方法之一。

通过控制反应温度、反应压力和催化剂的选择和浓度，可以获得不同直径、长度和结构的碳纳米管。

1.2 电弧放电法电弧放电法是碳纳米管制备的另一种常用方法。

通过在高温、高压的条件下，将碳电极电弧放电，生成包含碳纳米管的石墨颗粒。

随后，通过化学处理将碳纳米管分离出来。

1.3 碳纳米管纤维拉伸制备法碳纳米管纤维拉伸制备法通过对多股碳纳米管进行拉伸和整合，形成具有优异性能的连续纤维。

2. 碳纳米管增强聚合物复合材料的制备2.1 碳纳米管的表面改性为了增加碳纳米管与聚合物基体的相容性和界面结合强度，可以对碳纳米管进行表面改性。

常用的表面改性方法包括氧化、还原、聚合等。

2.2 碳纳米管的分散碳纳米管在聚合物基体中的均匀分散对于复合材料的性能至关重要。

常用的碳纳米管分散方法包括超声处理、表面活化剂包覆等。

2.3 聚合物基体的选择不同类型的聚合物基体对于碳纳米管增强复合材料的性能有重要影响。

常用的聚合物基体包括聚酰胺、聚酰亚胺、聚酯等。

2.4 制备工艺的优化通过调节制备工艺参数，如温度、压力和搅拌速度等，可以优化碳纳米管增强聚合物复合材料的结构与性能。

3. 碳纳米管增强聚合物复合材料的性能研究3.1 机械性能碳纳米管的引入可以显著提升聚合物复合材料的力学性能。

研究表明，适量添加碳纳米管可以提高复合材料的强度、刚度和韧性。

3.2 导电性能碳纳米管具有优异的导电性能，可以赋予聚合物复合材料良好的导电特性。

研究表明，适量添加碳纳米管可以显著提高复合材料的电导率和导电稳定性。

3.3 热稳定性碳纳米管的引入可以提高聚合物复合材料的热稳定性，延长其使用寿命。

亲水碳纳米管

亲水碳纳米管摘要：一、亲水碳纳米管的概述二、亲水碳纳米管的制备方法三、亲水碳纳米管的性能与应用四、亲水碳纳米管在我国的研究进展五、亲水碳纳米管的发展前景正文：亲水碳纳米管（Hydrophilic Carbon Nanotubes，简称HNTs）是一种具有高度分散性、大比表面积和优异力学性能的纳米材料。

近年来，随着纳米技术的发展，亲水碳纳米管在材料科学、化学、生物学和能源等领域展现出广泛的应用前景。

一、亲水碳纳米管的概述亲水碳纳米管是通过在碳纳米管（CNTs）表面引入亲水基团或功能化修饰而得到的一种改性碳纳米材料。

与原始的碳纳米管相比，亲水碳纳米管在水性介质中具有更好的分散性，可以有效提高复合材料的性能。

二、亲水碳纳米管的制备方法1.化学气相沉积（CVD）法：通过在碳源气体中引入金属催化剂，经高温分解生成碳纳米管，随后在表面修饰亲水基团。

2.湿化学法：利用水溶性金属盐与碳源反应，通过水解、缩聚等过程制备亲水碳纳米管。

3.生物法：利用生物质资源（如木材、竹子等）为原料，通过高温炭化、活化等工艺制备亲水碳纳米管。

三、亲水碳纳米管的性能与应用1.分散性：亲水碳纳米管在水性介质中具有良好的分散性，有利于提高复合材料的性能。

2.力学性能：亲水碳纳米管具有较强的抗拉强度、优异的韧性和耐磨性，可应用于高强度、高韧性的复合材料。

3.电学性能：亲水碳纳米管具有较高的导电性和热稳定性，可用于制备超级电容器、锂离子电池等电极材料。

4.生物医学：亲水碳纳米管具有优异的生物相容性和生物降解性，可用于药物输送、生物成像和组织工程等领域。

四、亲水碳纳米管在我国的研究进展近年来，我国在亲水碳纳米管的研究取得了显著成果，不仅在制备方法、性能研究方面取得了突破，还成功将其应用于多个领域。

如制备出具有高强度、高韧性的亲水碳纳米管复合材料，以及应用于水处理、能源存储等领域的亲水碳纳米管材料。

五、亲水碳纳米管的发展前景随着科技的不断进步，亲水碳纳米管在材料科学、生物医学、能源等领域的应用将得到进一步拓展。

功能化碳纳米管改性热塑性复合材料研究进展

功能化碳纳米管改性热塑性复合材料研究进展常艺;裴久阳;周苏生;陈名海;刘宁;李清文【期刊名称】《材料导报》【年(卷),期】2017(031)019【摘要】碳纳米管(CNT)具有纳米级直径、大长径比、高强度,同时又具有优异的柔韧性以及良好的化学稳定性,这使得CNT可以成为增强聚合物复合材料的理想填料.然而,由于范德华力相互作用,CNT极难在热塑性基体中形成稳定分散.将CNT表面功能化是有效改善CNT与树脂基体亲和性和实现有效分散的重要手段.综述了CNT功能化的方法,功能化CNT在热塑性基体中的分散研究进展,及其改性后对热塑性基体的电学和力学性能等的影响,最后阐述了目前CNT在聚合物中应用的关键问题.【总页数】7页(P84-90)【作者】常艺;裴久阳;周苏生;陈名海;刘宁;李清文【作者单位】合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥230009;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州215123;合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥230009;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州215123;合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥230009;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州215123;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州215123;合肥工业大学材料科学与工程学院,合肥230009;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所,苏州215123【正文语种】中文【中图分类】TB332【相关文献】1.共价功能化碳纳米管的应用研究进展 [J], 王宗花;赵凯;陈相康;李延辉2.功能化改性碳纳米管接枝聚氯乙烯复合材料的制备及性能研究(一)——功能化改性碳纳米管的制备与表征 [J], 沈小宁;袁立焕;魏珍;王会昌;高云方;杨彬3.功能化碳纳米管在肿瘤诊疗领域的研究进展 [J], 徐湘婷;王伟4.表面功能化碳纳米管改性水性聚氨酯复合材料的制备与性能 [J], 陈静;杨建军;吴庆云;张建安;吴明元;刘久逸5.磁性功能化碳纳米管的制备及序列化碳纳米管材料的力学性能研究 [J], 周彪;程西云;彭美华;张建锋;严茂伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

碳纳米管的修饰及改性聚丙烯复合材料的研究的开题报告

碳纳米管的修饰及改性聚丙烯复合材料的研究的开题报告一、研究背景和意义碳纳米管作为一种新兴的纳米材料具有卓越的力学性能、化学稳定性和导电性能，近年来在制备和研究中受到了广泛关注。

同时，聚丙烯是一种常见的工程塑料，在许多领域具有广泛应用。

由于聚丙烯的分子结构特性，其力学性能有限，而碳纳米管具有高强度、高刚度等良好性能，通过将其与聚丙烯复合可以有效提高联合材料的力学性能和导电性能。

然而，直接将碳纳米管填充到聚丙烯基体中存在着几个问题，比如碳纳米管与聚丙烯的表面性质和相容性存在差异，易造成材料的层间分散不良，导致复合材料的力学性能和导电性能无法得到充分发挥。

因此，本研究将针对以上问题进行探究，通过对碳纳米管的表面修饰或改性与聚丙烯复合，以期制备出具有优异力学性能和导电性能的碳纳米管/聚丙烯复合材料。

本研究具有重要的理论和实用价值，其研究成果将可广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。

二、研究内容和方法本研究将基于以下研究内容和方法：1. 对碳纳米管进行表面修饰和改性，采用一系列化学方法，包括氧化、还原、硝化、聚合等，以改善其与聚丙烯基体之间的相容性和界面结合强度。

2. 制备并表征碳纳米管/聚丙烯复合材料，采用热压成型法制备复合材料，并采用拉伸试验、压缩试验等手段对复合材料的力学性能进行检测和分析，同时采用电子显微镜、X射线衍射等手段对复合材料的微结构、界面结构和分散性等进行表征。

3. 探索碳纳米管作为导电性添加剂复合到聚丙烯中的导电性能，通过四探针法等手段对导电性质进行测试，并与常见导电添加剂进行比较。

三、预期研究结果和意义本研究预期可以制备出具有较优异的力学性能和导电性能的碳纳米管/聚丙烯复合材料，同时探究碳纳米管表面修饰和改性对复合材料性能的影响，为该类复合材料的制备提供技术和理论基础。

通过本研究，能够为复合材料在航空航天、汽车、电子等领域的应用提供新的材料选择。

四、进度安排本研究拟按如下进度安排进行：第一、二年：开展碳纳米管表面修饰和改性及与聚丙烯复合材料制备并表征；第三年：开展导电性能测试及分析；第四年：开展复合材料性能综合分析和总结；第五年：完成论文撰写和答辩准备。

碳纳米管改性纤维复合材料研究进展

碳纳米管改性纤维复合材料研究进展作者：范雨娇王海雷苑晓洁姜茂川王犇来源：《新材料产业》 2017年第6期文/ 范雨娇王海雷苑晓洁姜茂川王犇中航复合材料有限责任公司复合材料因其比强度、比模量高的特点在汽车、船舶、以及飞机制造工业得到了广泛应用。

但纤维增强复合材料具有各向异性的特点，其面内的抗拉强度与刚度较高，而层间性能较差。

碳纳米管( C N T s )超强的力学性能为改善复合材料层间性能提供了新途径。

纤维增强复合材料因为其比强度、比模量高以及质量轻的特点在汽车、船舶、以及飞机制造工业得到了广泛的应用。

但复合材料层板的性能存在着各向异性的特点，其面内的抗拉强度与刚度较高，而抗压缩性能以及层间性能较差。

例如复合材料层板吸收冲击载荷的能力十分有限，冲击后材料的性能会明显的下降，其原因是它的塑性较差并且界面相对薄弱。

界面决定载荷从基体向增强体传递的效率，对于复合材料强度特别是偏轴强度在一定程度上起到决定性作用；对于复合材料的损伤累积与裂纹传播历程起一定影响。

因而改善纤维复合材料层间性能也是提高复合材料综合性能的有效途径。

C N T s是新型功能材料，具有大的长径比、超高的强度和模量、韧性好、密度低、更兼具特殊的电子学性质，是复合材料的优秀改性剂和理想的功能、增强材料。

其超强的力学性能可以极大地改善聚合物基复合材料的强度和韧性。

相比于传统纤维，碳纳米管与树脂之间的应力传递效率要高出传统纤维10倍。

并且碳纳米管具有各向同性的特点。

因此，在传统复合材料中引入碳纳米管，借助其优良的力学性能、大长径比、各项同性等特点，成为了改善传统复合材料层间性能的有效途径。

碳纳米管存在于裂纹前缘还可以通过架桥作用、碳纳米管的断裂以及碳纳米管的拔出吸收能量以减缓裂纹的扩展。

从而提高其层间的断裂韧性以及使其具有一定的功能性。

目前碳纳米管改性纤维复合材料的方法可分为以下3类：通过碳纳米管对于树脂基体的改性，改善复合材料的力学性能；通过碳纳米管对于纤维进行改性，从而增加纤维与树脂界面性能以及层间性能，从而综合提高复合材料的性能；通过碳纳米管对于预浸料进行改性，从而改善复合材料的层间韧性及其他性能。

国外碳纳米管复合材料研究现状

国外碳纳米管复合材料研究现状碳纳米管自被发现以来，因其独特的结构和优异的性能，成为了材料科学领域的研究热点。

特别是在复合材料领域，碳纳米管的加入为材料性能的提升带来了新的契机。

国外在碳纳米管复合材料的研究方面取得了众多显著的成果，本文将对其进行详细阐述。

一、碳纳米管的特性碳纳米管具有极高的强度和韧性。

其强度可达到钢铁的数十倍，同时具有出色的柔韧性，能够承受较大的变形而不断裂。

此外，碳纳米管还具有优异的电学性能，电导率极高，可与金属相媲美。

良好的热学性能也是其特点之一，热导率高，散热效果好。

这些特性使得碳纳米管在复合材料中具有极大的应用潜力。

二、国外碳纳米管复合材料在不同领域的研究现状1、航空航天领域在航空航天领域，对材料的性能要求极为苛刻。

国外研究人员致力于将碳纳米管复合材料应用于飞机结构件中，以减轻重量并提高强度。

例如，美国的研究团队成功开发出了碳纳米管增强的碳纤维复合材料，用于飞机机翼的制造，不仅减轻了结构重量，还提高了抗疲劳性能和耐腐蚀性。

2、电子领域在电子领域，碳纳米管复合材料可用于制造高性能的电子器件。

日本的科研人员成功制备出了碳纳米管与半导体材料复合的薄膜，用于制造柔性显示屏，具有更高的分辨率和更低的能耗。

此外，碳纳米管复合材料还可用于制造高效的电池电极，提高电池的充放电性能和循环寿命。

3、能源领域能源领域也是碳纳米管复合材料的重要应用方向。

德国的研究小组开发出了碳纳米管与聚合物复合的质子交换膜，用于燃料电池中，提高了燃料电池的功率密度和稳定性。

在太阳能电池方面，国外研究人员将碳纳米管与光伏材料复合，提高了太阳能电池的光电转换效率。

4、生物医学领域在生物医学领域，碳纳米管复合材料具有广阔的应用前景。

美国的科研团队研发出了碳纳米管与生物活性分子复合的材料，用于药物输送和组织工程。

碳纳米管的高比表面积和良好的生物相容性，使得药物能够更有效地负载和释放，促进组织的修复和再生。

三、制备方法1、溶液共混法这是一种较为常见的方法，将碳纳米管和基体材料分散在溶剂中，通过搅拌、超声等手段使其均匀混合，然后去除溶剂得到复合材料。

碳纳米管的研究进展

碳纳米管的研究进展一、本文概述随着纳米科技的飞速发展，碳纳米管作为一种独特的纳米材料，已经在多个领域展现出其巨大的应用潜力。

本文旨在全面概述碳纳米管的研究进展，从基础理论到应用实践，展现这一领域的最新成果和发展趋势。

本文将首先介绍碳纳米管的基本性质与结构特点，然后回顾其制备技术的发展历程，并重点讨论碳纳米管在能源、电子、生物医学等领域的应用研究进展。

本文还将探讨碳纳米管在实际应用中面临的挑战，如大规模制备、性能优化以及环境安全性等问题，以期为未来碳纳米管的研究与应用提供有益的参考。

二、碳纳米管的合成方法碳纳米管的合成方法自其被发现以来一直在不断地发展和改进。

早期的研究主要集中在电弧放电法和激光烧蚀法，这些方法虽然可以成功制备出碳纳米管，但产量低、设备成本高，且制备过程中难以控制碳纳米管的直径和长度。

随着科技的进步，化学气相沉积法（CVD）逐渐成为了主流制备技术。

化学气相沉积法通过高温下气态烃类化合物的热解，使碳原子在催化剂颗粒表面沉积并生长成碳纳米管。

这种方法具有产量高、设备简单、易于规模化生产等优点。

同时，通过调整反应温度、气体流量、催化剂种类等参数，可以实现对碳纳米管形貌和结构的精确控制。

除了传统的化学气相沉积法外，近年来还出现了许多新型的合成方法，如微波等离子体法、水热法、溶剂热法等。

这些方法在降低能耗、提高产量、改善碳纳米管性能等方面都取得了显著的成果。

然而，尽管碳纳米管的合成方法已经取得了长足的进展，但仍存在一些问题需要解决。

例如，如何进一步提高碳纳米管的纯度、如何降低生产成本、如何实现大规模生产等。

未来，随着科学技术的不断发展，相信会有更多的创新方法出现，推动碳纳米管的研究和应用不断向前发展。

三、碳纳米管的性质碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）是一种独特的纳米材料，其性质使其在众多领域中具有广阔的应用前景。

碳纳米管以其优异的物理、化学和机械性能，成为了纳米科学研究的热点之一。

碳纳米管改性环氧树脂的研究概况

059收稿日期：--作者简介：刘仲良，男，硕士研究生。

-_@.。

通讯联系人：李洪峰（-），男，副研究员，主要复合材料基体树脂及结构胶粘剂的研究工作。

-@.。

基金项目：哈尔滨市杰出青年人才项目（。

20180611E mail ：zhongliang polymer 163com 1980E mail ：lihongfengcn 126com 2016RAYYJ009）碳纳米管改性环氧树脂的研究概况刘仲良，李洪峰，顾继友，王德志，曲春艳，杨海冬121222（1.东北林业大学材料科学与工程学院，黑龙江哈尔滨 150040；2.黑龙江省科学院石油化学研究院，黑龙江哈尔滨 150040）摘要：关键词：中图分类号：TQ323.5 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2018）10-0059-05介绍了碳纳米管的类型及改性方法，总结了碳纳米管改性环氧树脂性能的变化，展望了碳纳米管在环氧基复合材料中的发展趋势。

环氧树脂；碳纳米管；研究进展碳纳米管（自年发现以来就引起科研工作者的广泛关注，其有望作为一种极具潜力的复合材料增强体。

碳纳米管独特的分子结构与纳米级别的直径和长度，使其获得较高的纵横比，从而具有良好的力学性能、导电、热性，热稳定性等。

环氧树脂（是常见的热固性树脂之一，其具有良好的力学强度、耐化学腐蚀、电气绝缘性和易于成型加工等优点，广泛应用于航空、航天、汽车、机械和电子等领域。

但未经改性的环氧树脂固化后质脆，不耐冲击，抗张性能差，极大地限制其在高新技术领域的使用。

本文以碳纳米管改性环氧树脂的性能研究为主要内容，简述了碳纳米管改性环氧树脂工作的发展和未来趋势，以期为环氧树脂-碳纳米管复合材料研究工作提供参考。

碳纳米管是由石墨原子单层同轴缠绕或单层石墨筒沿同轴层层套构而成的管状物，按照石墨烯片层数可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管大类；按照结构特征可分为扶手椅式、锯齿形和手型个大类。

碳纳米管具有优异的力学强度、电学及化学性能，但同时也存在着在环氧树脂中分散性差，易团聚等缺陷，使得环氧树脂基纳米管复合材料达不到理想效果。