碳纳米管填充PTFE的制备及平头型小冲杆测试研究

采用冷压烧结法制备了经过不同表面处理和不同含量多壁碳纳米管(MWCNTs)改性的聚四氟乙烯(PTFE)材料,探索采用平头型小冲杆测试方法对材料进行性能测试。得到了材料的载荷-位移曲线,发现不同的表面处理和不同含量的MWCNTs对聚四氟乙烯复合材料性能具有不同的增强效果。通过对填充材料的扫描电镜(SEM)分析,认为MWCNTs可以导致PTFE材料纤维韧性强化的倾向。     

修饰碳纳米管对硼酚醛树脂摩擦性能的影响

采用共价接枝法制备了羧基化碳纳米管(MWCNTs -COOH)、二氨基二苯基甲烷修饰碳纳米管( MWCNTs -DDM)、硼酸化碳纳米管(MWCNTs- Borate)修饰碳纳米管(MWCNTs).通过原位聚合的方法制备了修饰碳纳米管/硼酚醛树脂.使用3种碳纳米管改性的树脂制备了摩擦材料并研究了其摩擦性能.结果表明,修饰碳纳米管的加入,有助于提高摩擦材料摩擦系数的稳定性,减小磨损率,改善热衰退性.其中添加质量分数为1％的MWCNTs- Borate的情况改善最大,磨损率减小43.2％,摩擦系数和磨损率衰退率仅为10.3％和28.6％,摩擦表面保持完好.     

热塑性聚氨酯导电无纺布的制备与应变响应性能

以热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane, TPU)为主要原料，通过熔喷纺丝技术制备TPU无纺布.配制不同质量浓度的多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)分散液对TPU无纺布进行功能化修饰，用于制备TPU/MWCNTs导电无纺布.通过绝缘电阻测试仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜和拉伸应变响应度分析TPU/MWCNTs导电无纺布的结构与应变响应性能.结果表明：MWCNTs均匀、牢固附着于TPU/MWCNTs无纺布，形成高效、稳定的导电网络；随碳纳米管质量浓度增加，TPU/MWCNTs导电无纺布的导电性能变好；MWCNTs的引入提高了TPU/MWCNTs导电无纺布的热稳定性；当MWCNTs质量浓度为3 mg·mL^-1时，TPU/MWCNTs导电无纺布的应变灵敏度最高；随着应变幅度增大，导电无纺布的应变响应度增强；经过10个循环拉伸作用后，TPU/MWCNTs导电无纺布的应变响应度达到稳定的响应状态，表现出良好的可回复性和可重复性，在柔性传感器和智能可穿戴领域具有光明的应用前景.     

Cu修饰碳纳米管基复合材料的高效合成及其催化应用研究

报道了一类壳聚糖预修饰的多壁碳纳米管(MWCNTs)在温和条件下自发还原Cu离子制备Cu修饰碳纳米管基复合材料的新合成路线.联合谱学表征(XRD,SEM,HRTEM,UV-vis)研究表明,平均粒径约为2nm的超小Cu粒子均匀地分散在MWCNTs的表面;氨水是引发自发还原反应的关键因素;Cu修饰碳纳米管基复合材料能高效催化还原对硝基苯酚.     

TPU/MWCNTs导电薄膜的制备及性能

采用热压成型技术制备了热塑性聚氨酯(TPU)薄膜,在二甲苯溶剂中适度溶胀,并于不同浓度的多壁碳纳米管(MWCNTs)溶液中超声修饰制备TPU/MWCNTs导电薄膜.通过绝缘电阻测试仪、万能材料试验机、热失重分析仪(TG)和扫描电子显微镜(SEM)对TPU/MWCNTs薄膜的电性能、力学性能、热稳定性和形态结构进行测试.结果表明:MWCNTs不仅均匀分散于TPU膜表面,而且渗透进入膜内形成完善的导电网络结构,有利于TPU/MWCNTs薄膜导电性能的提高和逾渗值的降低;与纯TPU相比,TPU/MWCNTs薄膜的拉伸强度、杨氏模量和韧性均得到提高;与TPU膜相比,TPU/MWCNTs薄膜的热稳定性提高.     

不同分子量聚乙烯吡咯烷酮对多壁碳纳米管分散性能的影响

研究了不同分子量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对多壁碳纳米管(MWCNTs)浆料流变性能、稳定性能的影响,并对PVP修饰的MWCNTs(P-MWCNTs)导电性进行了分析。结果表明,中等分子量的PVPK25和PVPK30对浆料的分散效果最佳,浆料黏度较低,呈现近牛顿流体特征,分散的MWCNTs颗粒均匀,平均粒径相对较小,并具有较好的稳定性,同时PMWCNTs电阻率也较低。通过拉曼光谱(Raman)、热失重(TG)、扫描电子显微镜(SEM)对作用机理分析,结果表明,PVPK25和PVPK30与MWCNTs之间有更强的π-π共轭作用,吸附量高于低分子量PVPK17和高分子量PVPK90的吸附量,并在MWCNTs表面具有更好的空间位阻修饰效果,因而使得MWCNTs几乎呈单根分散,缠结现象显著减少。     

DOPO-HQ改性碳纳米管/EP复合材料的制备及性能

采用混酸氧化多壁碳纳米管(MWCNTs),然后与含磷化合物2–(6,H–二苯并–5–氧杂–6–膦酰杂–6–苯基)–1,4–对苯二酚(DOPO-HQ)反应,对MWCNTs进行功能化修饰,并用功能化的碳纳米管(MWCNTs-P)对环氧树脂进行改性.对比了MWCNTs与MWCNTs-P对环氧树脂力学性能和阻燃性的影响,结果表明,MWCNTs与MWCNTs-P的加入均能提高环氧树脂的力学性能,MWCNTs-P改性效果更好.当MWCNTs-P添加量为0.5%时,环氧树脂的冲击强度提高了232%;SEM结果显示,加入碳纳米管使环氧树脂复合材料的韧性有一定程度的提高.MWCNTs-P的添加量为1.0%时,复合材料的拉伸性能和弯曲性能最好.极限氧指数(LOI)测试结果表明,MWCNTs-P提高了环氧树脂的阻燃性,MWCNTs-P的添加量为0.5%时,复合材料的LOI达到30.2%.     

CeO2/CNTs复合光催化剂的制备及其对抗生素废水光催化降解研究

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,硝酸锶铵为锶源,采用水热法制备CeO2/CNTs复合管光催化剂．采用场发射扫描电子显微镜(FE．SEM)对碳纳米管负载CeO2前后的形貌进行了的表征;以阿莫西林溶液的降解为目标反应,考察了催化剂的紫外光、可见光(A>420 nm)催化活性．结果表明：所制备的催化剂基本保持了原始MWCNTs的纤维状形貌,二氧化锶在MWCNTs表面分布均匀,MWCNTs增强了污染物在催化剂表面的吸附,提高了对光的吸收和利用,因此所制备的CeO2／MWCNTs复合光催化剂表现出较高的光催化活性．     

PP/MWCNTs导电复合膜的制备及导电性能

导电材料在汽车、机械制造、电子和半导体等领域得到了广泛应用,制备具有较高力学性能和较低逾渗值的导电材料已经成为导电复合材料领域的研究热点.以聚丙烯(PP)为主要原料,采用多壁碳纳米管(MWCNTs)作为改性剂,通过真空热压成型技术和超声分散的方法制备了PP/MWCNTs导电复合膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、绝缘电阻测试仪和万能材料试验机考察了PP/MWCNTs导电复合膜的结构和导电性能.结果表明:MWCNTs均匀分散在PP薄膜中,形成导电网络结构,有利于逾渗值的降低和导电性能的提高;当MWCNTs的质量浓度为0.20 mg·m L~(-1)时,电阻率降为78.23Ω·m;MWCNTs的异相成核作用促进了PP分子链的结晶,提高了结晶度.     

LLDPE/MWCNTs复合薄膜的结晶行为和力学性能

为提高线性低密度聚乙烯(LLDPE)的拉伸强度和模量,扩大其应用领域,将多壁碳纳米管(MWCNTs)与LLDPE共混,通过熔体挤出-拉伸法制备了LLDPE/MWCNTs复合薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱分析和拉伸测试对LLDPE/MWCNTs复合薄膜的结晶行为及力学性能进行表征.结果表明:MWCNTs在基体中分散均匀,形成取向的纳米杂化串晶结构;MWCNTs和LLDPE基体间界面结合力较强;MWCNTs的异相成核作用促进了聚合物分子链的结晶,使结晶度增加;MWCNTs的加入显著改善了复合薄膜的拉伸强度和模量,当MWCNTs的含量为1%时,拉伸强度和模量分别提高了101.8%和117.6%,同时,韧性也提高到原来的2.5倍.     

碳纳米管在水中分散性能

以超声波为辅助工具,分别研究在水中加入不同类型的阳离子、阴离子型等表面活性剂对碳纳米管分散性的影响,通过记录分散的碳纳米管溶液的保存时间和离心时间现察其分散性,并采用SEM和TEM对分散效果进行分析和表征。研究结果表明,十六烷基三甲基溴化铵和乳化剂OP作为分散剂的分散效果最好。     

十六烷基胺-多壁碳纳米管复合物的制备及NO吸附性能

为制备在室温下对NO吸附性能优异的材料,采用十六烷基胺并通过化学缩合的方法对多壁碳纳米管进行了修饰,制备了十六烷基胺-多壁碳纳米管复合物,并分别采用TG-DSC,XRD,FT-IR,Raman,SEM等技术对所制备的复合物进行了表征.研究表明:十六烷基胺通过酰胺键修饰在多壁碳纳米管表面,经十六烷基胺修饰的碳纳米管结构基本没有发生变化.原位TG-MS结果表明:在室温下,经十六烷基胺修饰的多壁碳纳米管的NO吸附量是纯碳纳米管的8.58倍,其选择性吸附NO能力较纯碳纳米管明显提高.原因是十六烷基胺修饰的多壁碳纳米管n型电导能力增强,而使受电子体NO分子易与修饰的碳纳米管作用并发生化学吸附.     

PMMA/MWNT纳米复合材料原位合成及性能

利用相转移反应在羧基化碳纳米管的表面引入具有反应活性的苯乙烯双键,利用双键的反应性,与MMA单体进行自由基原位聚合反应,得到PMMA修饰的碳纳米管.这种聚合物修饰的碳纳米管可以在对PMMA有溶解效力的有机溶剂中溶解,利用FTIR,TGA,TEM等对这种聚合物修饰的碳纳米管的结构、修饰效率以及在有机溶剂中的溶解和分散性能进行了表征.结果表明,通过这种方法可以实现高分子链对碳纳米管表面有效修饰.利用这种原位聚合反应,不进行均聚物的分离可以一步得到聚合物基纳米复合材料.作为比较,相同量未经任何修饰的碳纳米管用相同的方法,在相同条件下也制备了PMMA纳米复合材料,并将两个样品中碳纳米管的分散状态用扫描电镜(SEM)进行了观察,同时对其力学性能与相同条件下得到的PMMA均聚物进行了比较.     

Nanostructured multilayer thin films of multiwalled carbon nanotubes/gold nanoparticles/glutathione for the electrochemical detection of dopamine

In the present study, multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs), gold nanoparticles (AuNPs), and glutathione (GSH) were used to fabricate multilayer nanoscale thin films. The composite thin films were fabricated by layer-by-layer technique as the films were constructed by the alternate deposition of cationic and anionic polyelectrolytes. The MWCNTs were modified via a noncovalent surface modification method using poly(diallydimethylammonium chloride) to form a cationic polyelectrolyte. An anionic polyelectrolyte was prepared by the chemical reduction of HAuCl4 using sodium citrate as both the stabilizing and reducing agent to form anionic AuNPs. GSH was used as an electrocatalyst toward the electro-oxidation of dopamine. The constructed composite electrode exhibits excellent electrocatalytic activity toward dopamine with a short response time and a wide linear range from 1 to 100 μmol/L. The limits of detection and quantitation of dopamine are (0.316±0.081) μmol/L and (1.054±0.081) μmol/L, respectively. The method is satisfactorily applied for the determination of dopamine in plasma and urine samples to obtain the recovery in the range from 97.90% to 105.00%.     

酸性条件下多壁碳纳米管负载铁基催化氧化甲烷性能

寻求绿色、安全且低能耗的转化技术是实现甲烷转化和利用的关键。采用浸渍法制备了多壁碳纳米管负载铁基的复合催化剂(Fe/MWCNTs),通过比表面积测试法(Brunauer-Emmett-Teller, BET)、X射线光电子能谱技术(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)和傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer, FTIR)等技术表征了Fe/MWCNTs的结构形态,得知Fe/MWCNTs的活性催化组分主要是α-Fe_2O_3,负载后催化剂比表面积明显增大,且在碳纳米管表面形成的是活性较强的110晶面。在冰乙酸体系中建立Fe/MWCNTs催化体系催化氧化甲烷,通过气相液相产物分析计算甲烷转化率和醋酸甲酯生成量,考察反应温度、压力、时间、催化剂投加量和氧化剂浓度对甲烷催化氧化的反应效果的影响,通过正交试验得到冰乙酸体系中催化甲烷的最佳反应条件。实验表明:在反应温度90℃,反应压力为3 MPa, Fe/MWCNTs复合催化剂0.15 g,氧化剂高锰酸钾浓度为0.2 mol/L,反应时间为4 h的最佳反应条件下,甲烷转化率可达24.78%,醋酸甲酯产量为541.72×10~(-6)。     

碳纳米管增强环氧树脂基复合材料的制备及其力学性能

通过对多壁碳纳米管进行表面处理,用超声分散和模具浇注成型法制备了碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料。研究了碳纳米管含量和表面处理对碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了碳纳米管对环氧树脂的增强机理。结果表明,随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管/环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度及模量先增加后减小;当碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别达到最大值69.8MPa、136.9MPa和3.72GPa,比纯环氧树脂提高了33.9%、29.3%和4.8%;当碳纳米管的质量分数为1.5%时,拉伸模量达到最大值2050.5MPa,比纯环氧树脂提高了7.3%。     

TaC及Ta2O5涂覆纳米碳管的制备与表征

以纳米碳管为反应性模板、金属钽粉为金属源,采用熔盐法在纳米碳管表面反应原位生成TaC涂层,在混合空气下将TaC涂层于不同温度氧化转化为Ta2O5涂层,并运用XRD和SEM对生成产物的晶体组成和形貌进行表征。结果表明,采用熔盐反应法可在纳米碳管表面生成较为均匀的TaC涂层,经不同温度氧化后生成Ta2O5涂覆纳米碳管复合材料,在较高温度下其仍能保持纳米碳管原有的形貌。     

ZnO纳米颗粒沉积增强TiO_2纳米管光催化活性

采用阳极氧化法制备TiO2纳米管,用光化学沉积法、将纳米管浸没在硝酸锌(Zn(NO3)2)溶液中,在纳米管表面沉积ZnO纳米颗粒.对样品进行了Raman谱、XRD和SEM表征.结果显示,TiO2纳米管为锐钛矿相,沉积ZnO没有改变TiO2的相结构.用甲基橙在紫外光辐照下的降解速率来评价ZnO/TiO2纳米管的催化活性.结果表明,Zn(NO3)2浓度为10-4 mol.L-1时制备的ZnO/TiO2纳米管,其降解甲基橙的活性最高,效率提高40.7%.     

多壁碳纳米管上原位生长CdTe量子点及与牛血清蛋白的偶联

以巯基乙酸为稳定剂在水溶液中使 Cd2+与NaTeH在多壁碳纳米管（MWCNTs）上原位生长CdTe量子点(QDs),并与生物分子牛血清蛋白（BSA）偶联.通过电镜、荧光、紫外、傅立叶红外等技术,对量子点-碳纳米管异质结（CdTe-MWCNTs）及异质结-牛血清蛋白复合物（CdTe-MWCNTs-BSA）进行表征.结果表明,活化的碳纳米管有微弱荧光,CdTe-MWCNTs异质结及CdTe-MWCNTs-BSA复合物均具有荧光性质,在碳纳米管壁上的CdTe量子点直径大约5 nm,它们具有不同的红外光谱特征.