超临界流体中碳纳米管复合材料的制备及其性能研究
碳纳米管的特性及其高性能的复合材料综述
碳纳米管的特性及其高性能的复合材料综述摘要作为一种具有较强力学性能的材料，碳纳米管自诞生以来就受到了广泛关注，并且从以往的实践经验上来看，碳纳米管是非常理想的制备符合材料的形式。
在本文的研究当中，主要立足于这一领域进行分析，提出了碳纳米管本身所具备的特性，以及这种材料在实践过程当中的优越性，进而提出应用策略，希望能够在一定程度上起到借鉴作用。
关键词碳纳米管；复合材料；复合镀迄今为止，碳纳米管材料已经在诸多领域当中得以运用，并且取得了比较显著的成果，其中包括电极材料、符合材料、催化剂载体等诸多方面。
在应用过程当中，碳纳米管的优异性能能够使其在符合材料当中起到较强的作用。
本文研究的侧重点在于碳纳米管的制备和复合材料的应用方面，提出了碳纳米管的特性及其高性能的复合材料。
1 碳纳米管的结构及其性能从结构上来看，碳纳米管具有石墨层状的结构，其中包括单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。
组成纳米碳管的C-C共价键是自然界当中具有稳定特征的化学键，无论在理论计算还是实践当中，都能够看出来，碳纳米管具有非常强的韧性。
在制备过程当中，碳纳米管主要涉及的电弧放电、催化热解和激光蒸发等。
具体来讲，在电弧放电当中，主要制备单壁碳纳米管，但是其中具有一定的弊端，比如产率非常低，但是成本却很高；而催化热解法当中所表现出来的是设备简单和生长速度较快等特点，一般在现代工程的批量化生产过程当中，会用到这种方法。
在当前应用领域，高强度的微米级碳纤维复合材料有着非常广阔的应用前景和较好的应用效果。
但是当前我国在这一领域所取得的进展依旧比较滞后，要想在强度上取得新的突破，必须要有效减少碳纤维的直径，提高纵横比。
碳纳米管是比较典型的纳米材料，纵横比非常可观。
更为重要的是，从长度上来讲，纳米管对于复合材料的加工性能并没有非常明显的不良影响，使用这一材料能够有效聚合复合材料，改变传统加工当中的一些问题，增强复合材料的导电性能。
再加上纳米管当中所具备的结构优势，使得聚合物电导率提升的同时也不容易被改变性能[1]。
《CNTs-Cu复合材料的制备及其性能研究》范文
《CNTs-Cu复合材料的制备及其性能研究》篇一CNTs-Cu复合材料的制备及其性能研究一、引言碳纳米管（CNTs）作为一种具有独特结构和优异性能的新型纳米材料，近年来在复合材料领域得到了广泛的应用。
将碳纳米管与金属或其它材料进行复合，可以有效提升复合材料的机械、电气、热学等多方面的性能。
铜（Cu）作为一种常见的金属材料，与碳纳米管（CNTs）的复合具有很大的研究价值。
本文旨在研究CNTs/Cu复合材料的制备方法及其性能，为该领域的研究和应用提供理论依据。
二、CNTs/Cu复合材料的制备（一）实验材料与设备本实验所需材料包括碳纳米管、铜粉、有机溶剂等。
设备包括高温炉、球磨机、真空干燥箱等。
（二）制备方法采用机械球磨法与高温烧结法相结合的方式制备CNTs/Cu复合材料。
首先，将碳纳米管与铜粉混合，在球磨机中进行长时间的球磨，使碳纳米管与铜粉充分混合并形成良好的界面结合。
然后，将混合物在高温炉中进行烧结，使铜粉熔化并与碳纳米管形成紧密的复合结构。
三、CNTs/Cu复合材料的性能研究（一）机械性能通过硬度测试、拉伸测试等方法对CNTs/Cu复合材料的机械性能进行研究。
结果表明，加入碳纳米管后，复合材料的硬度得到了显著提高，同时拉伸强度也有所增强。
这主要是由于碳纳米管具有优异的力学性能，能够有效地增强复合材料的机械性能。
（二）电气性能通过电阻率测试、电导率测试等方法对CNTs/Cu复合材料的电气性能进行研究。
结果表明，CNTs/Cu复合材料具有良好的导电性能，且电导率随碳纳米管含量的增加而有所提高。
这主要是由于碳纳米管具有优异的导电性能，能够有效提高复合材料的导电能力。
（三）热学性能通过热导率测试、热稳定性测试等方法对CNTs/Cu复合材料的热学性能进行研究。
结果表明，CNTs/Cu复合材料具有较高的热导率和良好的热稳定性。
这主要是由于碳纳米管具有良好的导热性能，能够有效提高复合材料的热传导能力。
四、结论本文研究了CNTs/Cu复合材料的制备方法及其性能。
聚氨酯／碳纳米管复合材料的制备及其性能研究
高 阻测试 仪 ：５ ７ ６ １ Ａ型 ， 国吉 时利公 司 。 美
１ ３ 试 样制备 ．
进行 表 面功能 化 ， 使其 表 面产生 大量含 氧 官能 团 ， 有 利 于改善 ＭＷＣ Ｔ 基体 中 的分 散性 Ｊ Ｎ ｓ在 。但 仍 有
很 大 一 部 分 ＭＷＣ Ｔ Ｎ ｓ保 持 了 较 长 的 长 度 ， 些 这 ＭＷＣ Ｔ 很 容易 缠绕 在 一起 ， 其 在 采 用溶 液 共 混 Ｎｓ 尤 法 制备 复合材 料 过程 中 ， 剂 的挥 发会 使 Ｍ Ｎ ｓ 溶 ＷＣ Ｔ
１ ０
工 程 塑 料 应 用
２１ ０ １年 第 ３ ９卷 ， １ 第 期
，
聚 氨 酯／ 纳米 管 复合 材 料 的制备 及 其 性 能研 究 木 碳
王 静 荣
（ 上海第二工业 大学城市建设与环境工程 学院， 上海 ２ １０ ） ０ ２ ９
摘要
通 过 强碱 球 磨 方 法 对 多壁碳 纳 米 管 （ Ｗ Ｃ Ｔ ） 行 了改 性 处 理 ， 对 其 化 学 结 构 和 微 观 形 态进 行 了分 Ｍ Ｎｓ进 并
为 １３ ２的 比例 制 备 Ｐ Ｒ。然 后 ， 用 溶液 共 混法 ：： Ｕ 采
Ｐ Ｒ ＭＷＣ Ｔ 复合 材料 ， Ｕ／ Ｎｓ 并对 其性 能进行 了分 析 。
１ 实验 部分 １ １ 主 要 原 材 料 ．
将 强碱 处理 的质量 分数 为 ５ 的 ＭＷＣ Ｔ 通 过超声 ％ Ｎｓ 分 散法 分 散 于 Ｄ ｃ中 ， 后 加入 Ｐ Ｒ 中 ， 拌 均 ＭＡ 然 Ｕ 搅
（） ｉ ＭＷＣ Ｔ Ｎ ｓ的改 性处 理
将 一定 量 的 Ｍ Ｎ ｓ与 Ｋ Ｈ 按 一 定 比例 混 ＷＣ Ｔ Ｏ 合 ， 人 球 磨 罐 中 ， 入 适 量 的 大 、 、 球 进 行 球 放 加 中 小
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-金属氧化物复合材料的制备及其储钠性能研究
碳纳米管-金属氧化物复合材料的制备及其储钠性能研究碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）作为一种具有独特性质的纳米材料，具有高比表面积、优异的电子输运性能和化学稳定性等特点，被广泛应用于能源储存和传感器等领域。
而金属氧化物材料（Metal Oxides, MOs）因其良好的储钠性能，被视为一种重要的储能材料。
因此，将碳纳米管与金属氧化物复合，制备碳纳米管/金属氧化物复合材料，成为一种有前景的研究方向。
碳纳米管与金属氧化物复合材料的制备可通过多种方法实现，如溶液法、气相沉积法和高能球磨法等。
其中，溶液法制备碳纳米管/金属氧化物复合材料是一种简单有效的方法。
首先，将碳纳米管分散于溶液中，并将金属盐通过还原反应转化为金属氧化物颗粒，进行沉淀反应。
随后，通过静置、旋转蒸发等方式使溶液蒸发，得到碳纳米管/金属氧化物复合材料。
在制备碳纳米管/金属氧化物复合材料时，需要考虑多个因素对储钠性能的影响。
首先，需要选择合适的金属氧化物材料。
金属氧化物的种类和形貌对复合材料的储钠性能有重要影响。
例如，钴氧化物（Cobalt Oxide, Co3O4）具有较高的钠离子扩散系数和较高的比容量，被广泛研究用于储钠材料。
其次，需要优化碳纳米管与金属氧化物之间的相互作用。
碳纳米管与金属氧化物之间的电子传输和离子扩散对复合材料的储钠性能具有重要影响。
通过表面修饰碳纳米管，如功能化修饰和表面修饰剂的引入，可以改善碳纳米管与金属氧化物之间的电子传输和离子扩散性能。
在制备完成的碳纳米管/金属氧化物复合材料中，其储钠性能的研究包括电化学性能、循环稳定性和倍率性能等方面。
电化学性能测试常采用充放电循环伏安法和恒流充放电法来研究复合材料的储钠性能。
循环稳定性是评价复合材料是否适用于长周期循环储钠的重要指标，其可以通过长周期充放电测试来检验。
倍率性能表征的是复合材料在高电流密度下的储钠性能，其可以通过恒流充放电测试来研究。
近年来，碳纳米管/金属氧化物复合材料的研究取得了显著进展。
碳纳米管的制备和表征研究
碳纳米管的制备和表征研究碳纳米管是一种非常重要的纳米材料，由于其具有优异的物理和化学性质，能够广泛应用于电子、化学、生物和医学等领域，成为了当今最热门的研究课题之一。
本文将介绍碳纳米管的制备和表征研究，旨在尽可能全面深入地介绍它的相关研究进展。
一、碳纳米管的制备方法碳纳米管的制备方法主要有以下几种：1. 等离子体增强化学气相沉积法该方法先用金属作为催化剂，在氧化镁或氧化铝的载体上制备成催化剂阵列，通过引入碳源和氢气，使用等离子体的方式来生成碳纳米管。
2. 化学气相沉积法该方法将催化剂和碳源同时放置在反应器内，不用外加能量，通过化学反应来制备碳纳米管。
3. 化学还原-热解法该方法先用催化剂将氧化石墨烯还原为石墨烯，然后利用热解技术进行碳化反应，制备碳纳米管。
以上三种方法是主流的制备碳纳米管的方法，但随着研究的深入，其它方法，如水热合成法、溶液-液相界面法等也逐渐被应用于制备碳纳米管。
二、碳纳米管表征技术为了对制备的碳纳米管进行表征和刻画，研究人员开发出了各种表征技术来研究其结构和性质，下面我们来介绍一些常用的表征技术：1. 透射电子显微镜(TEM)透射电子显微镜是最常用的碳纳米管表征技术之一，通过它可以直观的获得碳纳米管的观察图像。
2. 扫描电子显微镜(SEM)与TEM不同，扫描电子显微镜可以观察到碳纳米管的表面形貌，并能够获得表面形貌的三维结构图像。
3. 拉曼光谱(Raman)拉曼光谱具有非常高的灵敏性和分辨率，能够通过对碳纳米管的拉曼光谱图像进行功率谱分析，可以获得碳纳米管的结构、相互作用和物理特性等信息。
4. X射线粉末衍射(XRD)利用X射线的衍射实验，可以得到碳纳米管的晶格结构，晶格常数以及结晶度等信息。
5. 热重分析(TGA)热重分析可以帮助我们展现出材料在温度变化下的失重信息，从而推断出碳纳米管的热稳定性和热分解温度等相关信息。
以上技术对于制备和表征碳纳米管都有非常大的帮助，不同的表征方法可以从不同角度来对碳纳米管进行综合分析，有助于我们更好地了解碳纳米管的结构和性质。
碳纳米管增强铝基纳米复合材料制备及性能研究
碳纳米管增强铝基纳米复合材料制备及性能研究碳纳米管增强铝基纳米复合材料是一种新型的高性能材料，具有独特的优势。
随着科技的不断进步，越来越多的研究人员开始关注这一领域。
本文将探讨碳纳米管增强铝基纳米复合材料制备及其性能研究。
一、碳纳米管碳纳米管是由碳原子排列成的管状结构，直径在几纳米到几十纳米之间，长度可以从纳米到厘米级别。
它具有高强度、高导电性和高导热性等特点，被认为是一种理想的纳米材料。
二、铝基纳米复合材料铝基纳米复合材料是由铝基合金和纳米材料混合制成的复合材料，具有高强度、高硬度、高韧性、高耐腐蚀性和高温稳定性等特点。
与传统的铝合金相比，铝基纳米复合材料的机械性能更加优越。
三、碳纳米管增强铝基纳米复合材料将碳纳米管添加到铝基纳米复合材料中可以改善其力学性能、导电性能和导热性能等。
碳纳米管与铝基复合材料的结合可以增加其界面强度和弹性模量，同时也可以增加其准晶程度和基体强度。
因此，碳纳米管增强铝基纳米复合材料具有非常好的综合性能。
四、碳纳米管增强铝基纳米复合材料的制备碳纳米管增强铝基纳米复合材料的制备方法主要包括机械合金化、熔体渗透、电化学合成和等离子喷涂等方法。
其中，机械合金化方法是一种广泛应用的方法，它可以实现大规模的制备。
五、碳纳米管增强铝基纳米复合材料的性能研究碳纳米管增强铝基纳米复合材料的性能研究主要包括力学性能、导电性能和导热性能等方面。
研究表明，添加适量的碳纳米管可以显著提高铝基纳米复合材料的力学性能，增加导电性能和导热性能。
同时，不同制备方法和制备参数也会对其性能产生影响。
六、未来发展碳纳米管增强铝基纳米复合材料的应用前景十分广泛。
它可以被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器、医疗器械和建筑材料等领域。
未来，我们需要进一步加强对这种新型材料的研究，探索更加高效的制备方法和更加理想的应用场景。
七、结论碳纳米管增强铝基纳米复合材料是一种非常有前途的新型高性能材料。
研究表明，它具有非常好的力学性能、导电性能和导热性能等优势，可以被广泛应用于多个领域。
材料科学如何制备高性能的碳纳米管材料
材料科学如何制备高性能的碳纳米管材料近年来，碳纳米管作为一种具有许多优异性能的纳米材料，引起了众多研究人员的广泛关注。
作为一种纳米级别的碳材料，碳纳米管具有很高的比表面积、优异的导电性和力学性能，可用于各种领域，如电子学、能源存储和催化等。
然而，要制备高性能的碳纳米管材料并非易事，需要一系列复杂的工艺和精确的控制技术。
在制备高性能的碳纳米管材料时，首先要考虑的是原料的选择。
常用的原料包括甲烷、乙烯和丙烷等。
这些原料中的含碳气体在高温条件下可以被分解，生成碳源，从而形成碳纳米管。
此外，还需要选择适当的催化剂和载体材料，以促进碳纳米管的生长。
常用的催化剂有铁、钴和镍等过渡金属，常用的载体材料有氧化铝和硅胶等。
其次，制备高性能的碳纳米管材料需要控制合适的生长条件。
其中，温度是影响碳纳米管生长的关键因素之一。
通常情况下，较高的温度有利于碳纳米管的生长，但如果温度过高，会导致碳纳米管过度生长或者堆积。
此外，选择合适的反应时间和反应压力也是非常重要的，在一定范围内调节这些参数可以控制碳纳米管的形貌和尺寸。
在制备过程中，还可以采用一些辅助技术来提高碳纳米管的生长质量。
例如，气相掺杂技术可以通过向生长体系中引入适当的气体，调控碳纳米管的结构和形貌。
此外，还可以通过控制催化剂的吸附形态和分布状态，来改善碳纳米管材料的性能。
另外，在制备高性能的碳纳米管材料时，检测分析也是必不可少的环节。
常用的检测手段有扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉曼光谱等。
通过这些分析手段，可以对碳纳米管的形貌、尺寸和结构进行表征，从而评估碳纳米管材料的性能。
总之，制备高性能的碳纳米管材料是一项复杂而又具有挑战性的任务。
只有掌握适当的原料选择、合适的生长条件和辅助技术，才能获得理想的碳纳米管材料。
随着材料科学的不断发展，相信制备出更高性能的碳纳米管材料将为各个领域的应用提供更广阔的前景。
碳纳米管材料结构与性能的研究
碳纳米管材料结构与性能的研究中文摘要英文摘要关键词绪论研究背景碳纳米管是20世纪90年代发现的一种碳材料的一维形式，具有优良的物理化学性能。
纳米材料由于其尺寸处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特性，展现出独特的电学、光学和机械特性，碳纳米管在物理、化学、信息技术、环境科学、材料科学、能源技术、生命及医学科学等领域均具有广阔的应用前景。
正是由于碳纳米管这种潜在的价值和广泛的应用前景，使有关碳纳米管材料的研究成为最受关注的研究领域之一。
纳米材料这一概念形成以后，世界各国都给予了极大关注，它所具有的独特性质，给物理、化学、材料、生物、医药等领域的研究带来了新的机遇。
碳纳米管材料的分类碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成，因此按照石墨烯片的层数可分为：单壁碳纳米管（或称单层碳纳米管，Single-walled Carbon nanotubes, SWCNTs）和多壁碳纳米管（或多层碳纳米管，Multi-walled Carbon nanotubes, MWCNTs）。
碳纳米管依其结构特征可以分为三种类型：扶手椅形纳米管（armchair form），锯齿形纳米管（zigzag form）和手性纳米管（chiral form）。
碳纳米管的手性指数（n，m）与其螺旋度和电学性能等有直接关系，习惯上n>=m。
当n=m时，碳纳米管称为扶手椅形纳米管，手性角（螺旋角）为30o；当n>m=0时，碳纳米管称为锯齿形纳米管，手性角（螺旋角）为0o；当n>m≠0时，将其称为手性碳纳米管。
根据碳纳米管的导电性质可以将其分为金属型碳纳米管和半导体型碳纳米管：当n-m=3k(k为整数)时，碳纳米管为金属型；当n-m=3k ±1，碳纳米管为半导体型。
按照是否含有管壁缺陷可以分为：完善碳纳米管和含缺陷碳纳米管。
按照外形的均匀性和整体形态，可分为：直管型，碳纳米管束，Y型，蛇型等。
超临界流体的制备及其在纳米颗粒合成中的应用研究
超临界流体的制备及其在纳米颗粒合成中的应用研究概述：随着科技不断发展，纳米颗粒在生物医药和材料领域中的应用越来越广泛。
然而，传统的化学合成方法存在一些问题，如无法控制粒径、形状等参数，同时还会产生一些有害的废弃物。
因此，寻找一种环保、高效的合成方法变得尤为重要。
超临界流体技术正是近年来受到广泛关注的一种新型合成方法。
一、超临界流体的定义和特性超临界流体是指当温度和压力达到一定程度时，物质的密度和粘度明显降低，同时具有气态和液态之间的特性。
具体来说，当物质处于该状态时，其密度和粘度与真正的液体相同，但具有气体的强烈扩散性和可压缩性。
在此状态下，许多溶液和反应物都可以实现非常高的扩散速度和反应速率。
二、超临界流体在纳米颗粒合成中的应用超临界流体合成纳米材料的优点包括高度纯化、易于控制粒度大小和形状，以及无污染废物产生等。
因此，它逐渐成为一种重要的纳米颗粒制备方法。
超临界流体可以用于合成多种颗粒类型，如金属纳米粒子、纳米氧化物、纳米碳材料等。
通常，这种合成方法可以通过氧化还原反应、溶剂热分解、氧化分解、还原分解等途径来实现。
三、超临界流体技术的制备方法超临界流体的制备需要一定的技术条件和设备，通常采用高压反应器来实现。
其中，具有代表性的制备方法包括溶剂萃取法、溶解凝胶法、湿化学制备法和气相沉积法。
-溶剂萃取法：该方法的基本原理是通过调节反应溶液的温度、压力等参数，使其达到临界点以上的状态，然后在高压反应釜中加入待合成的金属盐或有机物，并在一定时间内进行反应，最后通过溶剂萃取、过滤等过程来得到纳米材料。
-溶解凝胶法：该方法将前体化合物以固体的形式混合在溶剂中，然后通过反应器中可控制的高温、高压和高浓度等条件将前体化合物分散到流体中，最终在反应器中溶胶化。
-湿化学制备法：该方法通过混合多种前体化合物和超临界流体，使其达到可溶性，然后通过固相反应法制备纳米材料。
-气相沉积法：该方法常用于制备纳米金属材料和纳米石墨材料，利用超临界流体对金属或石墨进行氧化分解反应，生成纳米颗粒。
超临界流体沉积法制备纳米复合材料的过程机理研究
应 用 于微 电子 、光 学、燃料 电池 、催 化等 领域 。 经过 实验研 究 ，提 出了超 临界 流体 沉积 制备 纳 米复合 材料 的机 理模 型 。对前 驱物 在二 元 （ｃ Ｏ ＋ｅ ａ ｏ） 系中的溶 解度进 行 简要 计算 。 ｓＣ ： ｔ ｎ１ 体 ｈ
为使 以后 的 实验有 理论 指 导 ，还 对 超 临 界 流体 沉积 过 程 中的 热 力 学和 动 力 学行 为进 行 了研
（ Ｘ 、Ｂ ２ ０ 碳基 材 上 沉 积 了 １—２ｎ 的 Ｐ Ｖ Ｒ） Ｐ ０ ０等 ｍ ｔ 颗粒 ，由 Ｓ Ｆ Ｃ Ｄ法 制 备 的 Ｐ／ ＭＷＣ Ｔ ｔ ／ Ｎ ｓ、Ｐ／ Ｖ Ｒ ｔ Ｘ
吸附平衡 等 理论研 究 尚很缺 乏 ，是今 后将 致力 于解 决 的关键 问 题 。本 文 将 对 超 临 界 流 体 沉 积 法 的溶
实验 阶段 ，而且 由实 验结 果得 知 ，沉积 效 果受 以下 因素影 响 ：沉积 时 间 、前 驱物 浓度 、共 溶剂 、操 作 压力 、操作 温度 、还 原方法 等 。但 是 ，现 阶段 对 于 超 临界 条件 下 的沉 积 机 理 、溶解 度 、扩散 动 力 学 、
等 在多 孔 壁 碳 纳 米 管 （ ＭＷＣ Ｔ ） ｖｌ ｎＸ ７ Ｒ Ｎ ｓ 、ｕ ａ Ｃ ２ ｃ
四步 ：将 前驱 物 溶解 在超 临界 流 体／ 溶 剂 中 ；前 共 驱物沉 积 于基材 上 ；降压 操作 ；将 金属 前驱 物还 原
聚合 物等 基 材表 面 ，从 而制 得 金 属／ 材纳 米 复 合 基
材料。
此 后 ，Ｅｋｙ等 应用 超 临 界 流 体沉 积 法 进 行 ｒｅ 了纳 米 材 料 制 备 方 面 的 研 究 ，分 别 以 碳 气 凝 胶 （ Ａ）硅 气 凝 胶 （ Ａ） 碳 黑 （ Ｂ） ａｏ Ｃ 、 Ｓ 、 Ｃ 、Ｎ ｔｎ等 多 种 ｉ 基 材为 载 体 ，以 ＰＭｅＣ Ｄ 为前 驱 物 ，ｓＣ ：为 溶 ｔ Ｏ ｃＯ
碳纳米管的制备、性质和应用进展
在化学传感器和生物传感器领域，碳纳米管的敏感度高、响应速度快，可检测 多种化学物质和生物分子。例如，多壁碳纳米管可检测空气中的有害气体分子， 单壁碳纳米管可检测生物体内的病毒和细菌。这些应用为化学和生物分析提供 了新的检测手段。
在硬材料制备领域，碳纳米管因其卓越的力学性能和热导率而被用于制备高性 能复合材料和耐磨材料。例如，将碳纳米管添加到塑料或橡胶中可显著提高材 料的强度、韧性和热稳定性。此外，碳纳米管还被用于制造刀具和轴承等耐磨 器件，其高硬度和高耐磨性使得这些器件的性能得以显著提升。
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碳纳米管的电子结构研究表明，它们具有金属性和半导体性两种类型，具体取 决于碳纳米管的层数和手性。碳纳米管的导电性能与金属导线相似，具有高电 导率。同时，碳纳米管还具有优异的热导率，可高达6000 W/m·K，远高于铜。
碳纳米管的应用：
由于其独特的结构和性能，碳纳米管在电子、化学传感器、生物传感器和硬材 料制备等领域具有广泛的应用前景。
3、生物医学领域
在生物医学领域，碳纳米管膜也展现出广阔的应用前景。由于其生物相容性和 良好的电性能，碳纳米管膜可以作为药物载体和细胞培养基底。研究表明，将 药物包裹在碳纳米管膜内，可以实现对药物的精确控制和靶向输送。同时，碳 纳米管膜还可以作为细胞生长支架，促进细胞的黏附和增殖。
4、电子器件领域
然而，尽管碳纳米管的研究已经取得了许多成果，但仍存在一些问题需要进一 步探讨。例如，碳纳米管的制备过程中，如何实现规模化生产并降低成本；在 性质方面，如何控制碳纳米管的形貌和性能；在应用方面，如何将碳纳米管更 好地应用到实际生产和科学研究中。
同时，随着科技的不断进步和创新，碳纳米管的研究和应用前景也日益广阔。 未来，可以进一步探索碳纳米管在其他领域的应用，如能源、环保、生物医学 等。此外，随着人工智能和大数据等技术的快速发展，可以预见碳纳米管的研 究和应用将越来越受到智能化和数字化的影响，这将会为碳纳米管的研究和应 用带来更多的机遇和挑战。
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。
碳纳米管聚合物复合材料的导电机理及其性能研究
碳纳米管聚合物复合材料的导电机理及其性能研究碳纳米管（CNT）聚合物复合材料是一种由碳纳米管与聚合物基体相互作用形成的新型材料。
在这种复合材料中，CNT作为导电填料，可通过其独特的电子输运机制提供高导电性能。
在本文中，我们将探讨碳纳米管聚合物复合材料的导电机理及其性能研究。
首先，我们来了解碳纳米管的电子输运机制。
碳纳米管是碳原子形成的管状结构，具有特殊的晶格结构。
这种结构使得电子在碳纳米管中以“量子通道”的形式传输，即只有在特定的能级上电子才能通过。
这种量子限制使得碳纳米管具有优异的导电性能，远远超过传统材料。
其次，我们将讨论碳纳米管与聚合物基体的相互作用。
碳纳米管的高表面积和独特的晶格结构使其能够与聚合物基体形成强力的相互作用。
这包括物理吸附、化学键和静电作用等。
通过这种相互作用，碳纳米管可以均匀分散在聚合物基体中，形成三维导电网络。
在导电机理方面，碳纳米管通过两种方式提供导电性能。
首先，碳纳米管通过与聚合物基体形成的连续网状结构，在复合材料中形成一个导电通道。
这种导电通道可以提供高导电性能，使得复合材料具有良好的导电性能。
其次，碳纳米管还可以通过在体积分数很低的情况下形成的电子传输途径来提供导电性能。
这是由于碳纳米管的高导电性能和导电路径的短距离等特点，使得电子能够快速地从碳纳米管中传输，从而形成良好的导电性能。
在性能研究方面，研究人员着重于探索不同形态的碳纳米管聚合物复合材料，并对其导电性能进行评估。
研究表明，碳纳米管的形态和含量对复合材料的导电性能有重要影响。
例如，采用短碳纳米管可以增加导电性能，因为短碳纳米管可以更好地分散在聚合物基体中，并形成更多的导电通道。
此外，通过控制碳纳米管的含量，可以调控导电性能，具有很大的灵活性。
总之，碳纳米管聚合物复合材料具有良好的导电性能，其导电机理与碳纳米管的特殊结构和与聚合物基体的相互作用密切相关。
通过对碳纳米管的形态和含量进行调控，可以进一步优化复合材料的导电性能。
超临界流体技术在制备纳米功能材料中的应用
超临界流体技术在制备纳米功能材料中的应用一、引言纳米材料具有特殊而突出的物理、化学和生物学等性质，现已成为科技领域研究的热点之一，广泛应用于能源、制药、生物医学、催化、传感和材料等领域。
其中，制备纳米功能材料的技术水平成为影响成品性能的关键因素。
传统纳米材料制备方法存在着诸多局限，例如合成反应需要高温高压、控制纳米粒子大小和粒子形状等难题。
近年来，超临界流体技术在纳米材料制备方面得到广泛应用，因其在调控纳米材料粒径、表面形貌和结构方面具有强大的优势和独特性。
二、超临界流体技术简介超临界流体是指在一定的温度和压力下，气体和液体之间不存在明显的分界线，而形成的一种独特的状态。
由于超临界流体介于液体和气体之间，具有类似于两者的物理和化学性质。
当超临界流体的压力和温度控制在一定范围时，可以在相变时产生特殊的物理和化学效应，从而用于制备高质量的纳米功能材料。
三、超临界流体技术在制备纳米颗粒中的应用1、超临界流体微乳化技术制备纳米颗粒超临界流体微乳化法技术是将超临界流体和表面活性剂在特定环境下制成的乳液或微乳液的反应体系中，通过引入化合物前体来实现纳米材料的制备。
优于传统纳米颗粒合成方法的微乳化法技术，其生成的纳米颗粒在尺寸均一性、结构和形貌稳定性等方面具有超越性的表现，被广泛应用于纳米颗粒的制备、表面功能化修饰和药物载体的制备等。
2、超临界稀溶液混合法制备纳米颗粒超临界稀溶液混合法制备纳米颗粒的基本原理是将超临界碳化氢、超临界二氧化碳等作为分散介质，使其与上溶解度很低的某种物质混合，从而使该物质分解或聚合，最终形成高纯度、高活性的纳米材料。
此举可以避免反应物被稀释和限制反应物的扩散速度，系统的反应温度和压力都可以在比较宽波动范围内调控。
这一方法在非金属材料（碳、氮化物）和半导体材料的纳米粒子制备中有着显著的效果，制备的纳米颗粒粒径分布小、一致性高，并且质量稳定可靠。
四、超临界流体技术在制备纳米薄膜中的应用超临界流体蒸发法制备超薄膜技术是一种在超临界流体环境下完成的薄膜制备新技术。
碳纳米管材料的制备与性能研究
碳纳米管材料的制备与性能研究随着科技的不断发展，新材料的研究和开发也成为了一个重要的领域。
碳纳米管材料作为一种新型材料，具有优异的物理、化学和力学性质，被广泛应用于电子、储氢、催化、生物传感、高强度材料等领域。
本文将介绍碳纳米管的制备方法及其相关性能研究。
一、碳纳米管的制备方法碳纳米管的制备方法主要有物理法、化学法和物理化学方法三种。
1、物理法物理法制备碳纳米管主要包括电弧放电法、激光烧蚀法、热裂解法、等离子体化学气相沉积法等。
电弧放电法是一种制备碳纳米管的传统方法，其原理是利用高温高压下石墨电极的放电作用，使石墨电极表面的碳被加热、蒸发、再结晶形成碳纳米管。
激光烧蚀法是利用高能激光在石墨基底上瞬间烧蚀形成碳纳米管。
这种方法可以精确地制备单壁碳纳米管，是制备高质量碳纳米管的可行方法之一。
热裂解法是一种低温制备碳纳米管的方法。
该法通过在石墨表面沉积金属催化剂，然后在高温低压条件下，利用热裂解作用制备碳纳米管。
等离子体化学气相沉积法是一种新型的碳纳米管制备方法。
该法利用等离子体反应，使金属催化剂先成核、再生长，最终形成碳纳米管。
2、化学法化学法制备碳纳米管主要包括水热法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、氧化还原法等。
水热法是一种基于水相合成的制备碳纳米管的方法。
在高温高压下，碳源离子与金属催化剂的复合物在水热环境下形成，最终可以形成碳纳米管。
化学气相沉积法是一种常用的制备碳纳米管的方法。
利用合成气、甲烷等碳源和催化剂反应，可以在金属表面上形成碳纳米管。
溶胶凝胶法是一种利用聚集态多相反应制备碳纳米管的方法，可以制备不同形态、大小、结构的碳纳米管。
氧化还原法是一种新型的制备碳纳米管的方法。
该法利用氧化还原反应的原理，在强酸性介质中，将碳源还原成碳纳米管。
3、物理化学方法物理化学方法主要包括化学涂覆法、电化学法、微波辐射法、胶体化学法等。
化学涂覆法是一种在金属催化剂表面涂覆碳源物质的方法。
该法可以制备出高质量、高纯度的碳纳米管。
南理工王宏波实验报告
实验名称：纳米复合材料制备及其性能研究实验人：王宏波实验时间：2023年X月X日实验地点：南京理工大学材料科学与工程学院实验室一、实验目的1. 研究纳米复合材料的制备方法；2. 探究纳米复合材料在特定领域的应用性能；3. 分析纳米复合材料制备过程中的影响因素。
二、实验原理纳米复合材料是由纳米材料和基体材料组成的复合材料。
纳米材料具有独特的物理、化学和力学性能，将其与基体材料复合，可以显著提高材料的性能。
本实验主要研究纳米复合材料的制备及其在特定领域的应用性能。
三、实验材料及仪器1. 实验材料：- 纳米材料：碳纳米管、氧化锌纳米粒子等；- 基体材料：环氧树脂、聚乳酸等；- 助剂：固化剂、增稠剂等。
2. 实验仪器：- 纳米复合材料制备设备：搅拌机、超声波分散仪、高温烘箱等；- 性能测试仪器：拉伸试验机、冲击试验机、扫描电子显微镜等。
四、实验方法1. 纳米复合材料制备：（1）将纳米材料和基体材料按一定比例混合；（2）加入适量助剂，搅拌均匀；（3）采用超声波分散技术，使纳米材料在基体材料中均匀分散；（4）将分散好的纳米复合材料倒入模具中，进行固化。
2. 纳米复合材料性能测试：（1）采用拉伸试验机测试纳米复合材料的拉伸强度；（2）采用冲击试验机测试纳米复合材料的冲击强度；（3）采用扫描电子显微镜观察纳米复合材料的微观形貌。
五、实验结果与分析1. 纳米复合材料制备：通过实验，成功制备了纳米复合材料。
在纳米材料和基体材料混合过程中，纳米材料在基体材料中均匀分散，制备出的纳米复合材料具有良好的性能。
2. 纳米复合材料性能测试：（1）纳米复合材料的拉伸强度：随着纳米材料含量的增加，纳米复合材料的拉伸强度逐渐提高。
当纳米材料含量达到5%时，纳米复合材料的拉伸强度达到最大值，约为基体材料的1.5倍。
（2）纳米复合材料的冲击强度：纳米复合材料的冲击强度随着纳米材料含量的增加而提高。
当纳米材料含量达到5%时，纳米复合材料的冲击强度达到最大值，约为基体材料的1.3倍。
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2014
功
能
材
料
2007 年增刊（38）卷
[9] Fu L, Liu Z, Liu Y, et al. [J]. Adv Mater, 2005, 17, 217. [10] Fu L, Liu Y, Liu Z, et al. [J]. Adv Mater, 2006, 18, 181. [11] Sun Z, Yuan H, Liu Z, et al. [J]. Adv Mater, 2005, 17, 2993. [12] Sun Z, Liu Z, Han B, et al. [J]. Mater Lett, 2007, DOI: 10.1016/j.matlet, 2007.02.052. [13] Liu Z, Dai X, Xu J, et al. [J]. Carbon, 2004, 42, 458. [14] Dai X, Liu Z, Han B, et al. [J]. J Chen Chem Commun, 2004, 2190.
5
结
语
。
以上这种合成 CNT/氧化物核壳结构的方法也为氧 化物纳米管的制备提供了一条途径。以硝酸铁为前驱 体，CO2 -乙醇混合流体为介质，成功地在 CNT 表面均 匀涂敷了 Fe2 O3 薄膜；在高温有氧条件下，除去 CNT 模 板，得到 -Fe2 O3 纳米管。研究所得 -Fe2O 3 纳米管对硫 化氢的化学发光传感性能，发现它对硫化氢具有非常高 的化学发光传感灵敏性和很好的选择性，并大大降低了 硫化氢的检测温度和浓度， 具有重要的工业应用前景
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] Ye X R, Lin Y H, Wang C M, et al. [J]. Adv Mater, 2003, 15, 316. Ye X R, Lin Y H, Wang C M, et al. [J]. J Mater Chem, 2004, 14 (5): 908. Ohde H, Kramer S, Moore S, et al. [J]. Chem Mater, 2004, 16, 4028. Lin Y H, Cui X L, Yen C H, et al. [J]. Langmuir, 2005, 21, 11474. Wang J S F, Pan H B, Wai C M. [J]. J Nanosci Nanotech, 2006, 6, 2025. Sun Z, Liu Z, Han B, et al. [J]. Adv Mater, 2005, 17, 928. Sun Z, Zhang X, Na N, et al. [J]. J Phys Chem B, 2006, 110, 13410. Fu L, Liu Z, Liu Y, et al. [J]. Adv Mater, 2004, 16, 350.
[14]
。例如，以硝酸锆为前
驱体，在 120℃的温度条件下 ，在分散有 CNT 的超临 界 CO2 -乙醇混合流体中合成了在 CNT 表面均匀涂覆着 ZrO2 薄膜的 ZrO 2/CNT 复合材料。通过调节溶液中前驱 体与 CNT 的比例， 可以容易地调控 CNT 上 ZrO 2 薄膜的 厚度。而直接将分散有 CNT 的硝酸锆乙醇溶液在 120 ℃ 下加热， 只能得到 ZrO2 与 CNT 的混合物，即大部分 ZrO2 粒子没有负载到 CNT 上，而是自聚集成较大的颗 粒。这表明在合成 ZrO2 /CNT 过程中，CO2 起到关键作 用。实验条件下，CO 2-乙醇混合流体达到超临界状态， 使得溶解在流体中的前驱体很容易被 CNT 吸附。在分 解温度条件下，吸附在 CNT 上的前驱体分解，在 CNT 上结晶成核，而流体相中的前驱体分解生成 ZrO2 后也 优先沉积在 CNT 上 ，从而在 CNT 上形成薄膜，得到这 种核壳式结构 。鉴于超临界流体中前驱体与 CNTs 相 互作用的差异， 采用类似的技术路线所得到的复合材料 的结构与形貌有较大差别。以硝酸铕为前驱体， CO2乙醇混合流体为介质，在 120 ℃的温度条件下，硝酸铕 分解生成氧化铕，以纳米管的形式涂附在 CNT 的外壁 上 ；而在类似的条件下，以硝酸钴为前驱体，得到了 珠串式 Co3O4 /CNT 复合物 ；以硝酸铝为前驱体，得 到无定型 Al2 O3 包覆的 CNT 复合物
1
引
言
碳纳米管（CNTs ）自发现以来，因其独特的力学、 磁学、 电子及化学特性等，引起了人们的广泛关注。 CNTs 的制备、性能和应用的探索是纳米科学技术的一 个重要方面。如何对 CNTs 功能化进而拓宽其应用范围 已成为当今的重要课题。近年来，超临界流体技术的发 展使其在材料领域的应用愈来愈受到大家的重视， 为碳 纳米管的修饰和功能化提供了新的契机。 超临界流体是 指温度和压力同时高于其临界值时的物质状态， 具有类 似于液体的密度和溶解能力、 类似于气体的粘度和扩散 性能、界面张力接近零等特点，并且这些性质可用温度 和压力调节。其中，超临界 CO2 和超（近）临界水是广 为研究和应用的超临界流体。目前，超临界流体技术已 成功应用于碳纳米管的修饰改性。例如，Wai 教授等人 利用超临界 CO2 中有机金属盐的还原反应， 制备了一系 列贵金属 /碳纳米管复合材料[1~5] 。我们在利用超临界技 术对碳纳米管进行修饰方面开展了大量工作 [6~20]。采用 廉价的无机金属盐为前驱体，分别以超临界水、超临界 CO2 混合流体及其它一些超临界流体为反应介质，对碳 纳米管进行了修饰，制备了一系列金属或金属氧化物 / 碳纳米管复合材料； 还利用超临界 CO2 的特性制备了聚 合物 /碳纳米管复合物等。下面扼要介绍 一些代表性工 作。
[7~12]
的性质，可调节聚合物的填充量
[13]
。类似地，利用超临
界 CO2 -乙醇混合流体合成了具有聚二羟基己二炔光学 特性的聚二羟基己二炔/CNT 复合物。通过调节混合流 体的性质，使聚合物不仅包裹着 CNT 的外壁，而且还 进入碳管的内腔， 这一结果充分利用了超临界流体的抗 溶剂特性和高扩散性， 这种特殊结构用通常的溶液浸渍 法无法得到
[13~15]
。以聚合物的填充为例，在较低的温度和压
力条件下，将苯乙烯单体和引发剂溶解在超临界 CO2 中，使它们在 CO2 的辅助下进入 CNT 内腔；在适当条 件下引发苯乙烯的聚合， 得到了内腔填充聚苯乙烯的 CNT 复合物。 通过控制材料合成过程中的温度、压力 及单体在超临界 CO2 中的浓度， 即通过调控超临界流体
。ห้องสมุดไป่ตู้
类似地，通过超临界 CO2-乙醇混合流体中硝酸盐的热 分解，还 可进行了其他金属氧化物（包括 CeO 2, Al2O 3, La 2O3 , MnO）/CNT 复合物的合成与结构调控，使该方 法成为一种普适的制备金属氧化物/CNT 复合材料的绿 色方法
[12]
。
用通常的方法向 CNT 内填充物质是很难实现的， 而利用超临界流体的特性可以容易地实现 CNT 中物质 的填充
[10] [9] [8] [7 ]
。
4
其它超临界流体中碳纳米管复合材料的制 备研究
在适当条件下甲醇能还原一些贵金属盐， 因此 CO2-
甲醇混合流体既可用作反应介质， 同时还具有还原能 力。利用超临界 CO2- 甲醇混合流体的特性， 以氯铂酸 和氯化钌为前驱体，在 150℃ 的温度条件下，通过前驱 体的还原反应，成功地将 PtRu 双金属纳米粒子负载到 CNT 上 ，并研究了该材料在燃料电池中的应用 [16]；类 似地，以氯化钯、氯化钌为前驱体，分别将 Pd 、Ru 及 PdRu 双金属纳米负载到 CNT 上[17] 。 此外，我们还采用其它超临界流体进行了 CNT 基 复合材料的合成研究，如在超临界二乙胺中通过 RuCl3 的氧化反应合成了 RuO2/CNT [18]、在超临界甲醇中通过 氯铂酸的还原反应合成了 Pt/CNT [19]，通过超临界乙醇 中的溶胶凝胶反应合成了 TiO2/CNT [20]。这些碳纳米管 复合材料在电子器件、催化等领域有广阔的应用前景。
2
超临界水 中 Ru/ 碳纳米管复合材料的制备 研究 [6]
水的临界温度和临界压力分别为 374℃和 22.4MPa。
不同于室温常态水，超临界水除具备超临界流体的特性 外， 对无机盐的溶解能力大为降低而对有机物的溶解能
* 基金项目 ：国家自然科学基金面上资助项目（ 50472096 ）
收到稿件日期 ：2007-08-02 通讯作者：刘志敏 作者简介：刘志敏 （1968－） ，女，山东莱州人，研究员，目前主要从事利用绿色溶剂合成化学功能材料研究。
3
超临界 CO2 混合流体中碳纳米管复合材料 的制备研究
超临界 CO2（T c＝31.1℃, P c＝7.38 MPa ）是最常用
的超临界流体，但它对极性物质溶解能力较低，尤其对 无机盐几乎不溶解， 因而制约了它在无机材料合成中的 应用。 研究表明向超临界 CO2 中加入乙醇等共溶剂可以 增强体系的溶解能力， 如适当条件下超临界 CO2 与乙醇 能够互溶而形成均相体系，并可达到超临界状态，从而 具有超临界流体的特性。因此， 调节超临界 CO2 -乙醇 体系的组成， 可以使不能溶解于超临界 CO2 而能溶解在 乙醇中的物质溶解在 CO 2-乙醇混合流体中。 充分利用 混合超临界流体的特性， 通过在以 CO2 为主体的混合超 临界流体中的化学反应，合成了一些金属氧化物/CNT 、 聚合物/CNT 复合材料。 通常，金属硝酸盐的热分解温度较高，而在超临界 CO2- 乙醇混合流体中一些硝酸盐的热分解温度大幅度 降低。将这一现象与超临界流体的特性相结合，以金属
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功
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材
料
2007 年增刊（38）卷
超临界流体中碳纳米管复合材料的制备及其性能研究*
刘志敏
(中国科学院 化学研究所，北京 100080) 摘 要： 扼要介绍了近年来在利用超临界流体特性制 力增强。充分利用了超临界水的特性，以 RuCl 3 为前驱 体，可以一步法合成 Ru/ CNT 复合物。将 CNT 分散在 RuCl3 水溶液中，升温使体系处于超临界状态，即可得 到负载了钌纳米晶的 CNT 复合材料。结果显示几乎每 根 CNT 上都附有 Ru 纳米晶，几乎所有产生的 Ru 纳米 晶均牢固地附着在 CNT 上， 并有部分粒子进入 CNT 的 内腔。这种特殊的结构源于超临界水的特性。在升温至 超临界态的过程中， 水的性质发生变化（如粘度降低、 界面张力逐渐趋近零、扩散系数增强、对无机物的溶解 性变差等） ，致使一些前驱体分子能扩散进入 CNT 内 腔；同时，由于水溶解能力的降低，前驱体分子有可能 被吸附在 CNT 上 。 在实验温度下 （ 400 或 450 ℃） RuCl3 被还原为单质 Ru， 在 CNT 上结晶成核， 最终形成 Ru/CNT 复合材料。 通过改变体系温度、RuCl 3/CNT 的 比例可以容易地调控 Ru 纳米粒子的尺寸和负载情况。 值得一提的是， 该方法不仅清洁、 快速，同 时无需对 CNT 进行氧化处理， 因而简化了操作过程。 这种 Ru/CNT 复合材料对苯的氢化反应具有很高的催化活性和稳定 性，其性能优于目前报道的相关催化剂，具有良好的应 用前景。 文献标识码：A