二氧化锰/碳纳米管/聚吡咯复合材料的制备及性能

为了进一步实现其他材料与聚吡咯的性能互补与优化,先以甲基橙为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,采用软模板法制备具有一维纳米结构的聚吡咯,再利用水热法制备二氧化锰/碳纳米管复合材料,最后将二氧化锰/碳纳米管复合材料与聚吡咯进行混合处理,改变复合材料中二氧化锰/碳纳米管复合材料和聚吡咯微米管的含量,得到了3种不同比例的二氧化锰/碳纳米管/聚吡咯复合材料. 采用扫描电子显微镜测试观察所得产物的微观形貌,通过X-射线粉末衍射仪测试其结构与组成,最后通过电化学工作站测试分析复合物的电化学性能与循环稳定性. 结果表明,二氧化锰/碳纳米管/聚吡咯复合材料在微观上复合均匀,电容性能比单独的聚吡咯或二氧化锰/碳纳米管复合材料量有显著改善.     

聚乙烯/多壁碳纳米管复合材料的制备及性能

为了改善PE材料的综合性能,应用转矩流变仪,通过熔融共混的方法,制备了不同比例的PE/MWCNTs复合材料,研究了PE/MWCNTs复合材料的机械性能、结晶性能和热性能,并利用红外光谱探究了MWCNTs对PE性能的影响机理。研究结果表明,随着MWCNTs含量的增加,复合材料的屈服应力增加,断裂应力增大,抗冲击强度增大,结晶温度升高。     

碳纳米管/地质聚合物复合材料的制备及性能研究

为了改善地质聚合物(GP)的电学性能,以酸化碳纳米管(CNTs)为增强剂、高岭土为原料、水玻璃和氢氧化钠为碱激发剂,制备了碳纳米管/地质聚合物复合材料(CNTs/GP)。采用红外光谱仪、扫描电子显微镜及X-射线衍射仪表征复合材料的组成和微结构;采用热重分析仪测试复合材料的热稳定性;采用抗压强度测试和四探针法研究CNTs对复合材料的抗压强度和电导率的影响。CNTs的添加未影响GP的凝胶相结构。但CNTs与基体之间差的相容性在复合材料里产生了大量孔隙,降低了复合材料的抗压强度。CNTs的添加显著改善了GP的导电性,当CNTs的质量分数为5%时,CNTs/GP的电导率为8.6×10~(-6)S/cm。因此,适量添加CNTs,能使GP在保持较高的抗压强度的同时,具有较好的导电性能,可以应用于抗静电材料领域或电子元器件领域。     

碳纳米管/铝基复合材料的制备及摩擦性能研究

采用无压渗透法制备了碳纳米管增强铝基复合材料，并对其摩擦性能进行了研究。利用扫描电镜（SEM）观察了复合材料断面的形貌，通过复合材料硬度测量和摩擦磨损实验，研究了不同碳纳米管体积分数对复合材料的硬度及摩擦磨损性能的影响。实验结果表明，碳纳米管均匀地分散于复合材料中，且与铝基体结合良好；碳纳米管的加入增大了复合材料的硬度，且其摩擦系数和磨损率随着碳纳米管体积分数的增大而减小。由于碳纳米管本身具有自润滑和增强作用，碳纳米管的加入极大地改善了铝合金材料的摩擦性能。     

聚偏氟乙烯/碳纳米管复合材料的制备及性能研究

通过溶剂蒸发成膜法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)/含镍碳纳米管(Ni-MWNTs)复合材料。对该复合材料的微观结构、结晶行为及热性能进行了研究。结果显示,随MWNTs的加入,PVDF中的β相晶体含量逐渐增加,表明MWNTs作为成核点有利于PVDF中极性相的生成,为提高PVDF基复合材料的铁电性能提供了新的研究方法。     

碳化鸡蛋膜/碳纳米管/二氧化锰复合材料的制备与性能

以天然鸡蛋膜（ESM）为基底,制备了一种具有良好电容性能的碳化鸡蛋膜/碳纳米管（CNTs）/二氧化锰（MnO₂）（cESM/CNTs/MnO₂）复合材料电极。首先将CNTs吸附到ESM上,通过碳化得到cESM/CNTs,再将其与高锰酸钾（KMnO₄）通过氧化还原反应,在cESM/CNTs上生成MnO₂纳米颗粒,最终得到cESM/CNTs/MnO₂复合材料。采用X射线衍射、扫描电子显微镜表征复合材料的微观形貌与结构,通过循环伏安法和计时电位法测试了cESM/CNTs与KMnO₄的质量比不同时制备得到的cESM/CNTs/MnO₂复合材料的电化学性能。实验结果表明:在当cESM/CNTs与KMnO₄的质量比为1∶4时,cESM/CNTs/MnO₂复合材料展现出优异的电容性能,并且在扫描1 000圈后,复合材料的容量保持率高达93.4%。     

TiO2/氮掺杂碳纳米管复合材料的制备及光催化性能研究

以钛酸异丙酯为前驱体,采用水热合成法制备了TiO2/氮掺杂碳纳米管复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对样品进行了详细的表征,并以罗丹明B作为模型污染物,研究了TiO2/氮掺杂碳纳米管复合材料作为光催化剂在紫外光照射下的光催化能力,结果表明TiO2/氮掺杂碳纳米管复合材料对环境污染物具有良好的降解能力。     

碳纳米管增强铝基复合材料制备及性能研究

采用真空热压烧结法制备碳纳米管与 SiO2多相增强铝基复合材料,测量复合材料的体积密度,根据其理论密度计算其致密度;再对制得的复合材料进行硬度、抗压强度、抗剪强度等力学性能测试,并观察样品的剪切断口微观形貌,研究 CNTs 对复合材料力学性能的影响。低含量的碳纳米管由于其在铝基体中的分散性及弥散度较好,作为第二相增强相,所制备的铝基复合材料的致密度、硬度、抗压强度与剪切强度均优于高含量碳纳米管增强铝基复合材料。 CNTs 的含量、以及其在铝基体中的弥散度是影响铝基复合材料力学性能的关键因素。     

碳纳米管负载纳米硫化锌的制备与表征

利用微波辅助加热法,将表面功能化的多壁碳纳米管分散在乙二醇溶液中,并使醋酸锌与硫化钠在此溶液中反应,生成的纳米硫化锌粒子原位生长在碳纳米管的表面。生成的纳米硫化锌粒子密集分散在碳纳米管表面,粒子平均直径大约为1 nm。所生成的碳纳米管负载纳米硫化锌通过电子显微镜、X射线衍射分析,发现溶液中的碳纳米管不仅起到了负载基体的作用,而且在反应中改变了硫化锌的晶体结构。     

聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料的制备及其超级电容性能

采用化学氧化聚合法以不同浓度的苯胺单体制备聚苯胺(PANI-1和PANI-2),采用相同方法在氮掺杂碳纳米管(NCNTs)悬浮液中制备聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料(PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2)。利用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗技术对合成材料的超级电容器性能进行研究分析。在0.2 A/g电流密度下进行恒电流充放电, PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2复合材料可以获得较高的比电容。同时, PANI/NCNTs复合材料也具有优异的倍率性能和充放电稳定性,这都表明该复合材料在电化学储能器件领域具有广阔的应用前景。     

制备工艺对CNTs/EP复合材料性能的影响

采用溶液共混法制备碳纳米管(CNTs)/环氧树脂(EP)复合材料,主要研究丙酮用量、混合方式、超声时间、CNTs含量等制备工艺对复合材料的热性能和导电性能的影响.通过用SEM、DSC,TGA以及万用表对复合材料进行分析表征,结果表明,丙酮的加入量越多,超声时间越长,CNTs/EP的复合材料的导电性越好,CNTs在复合材料中分散性也好,而随着CNTs含量增加,复合材料的导电性按照逾渗理论的规律提高,且逾渗闶值出现在0.5 0A～1%范围内.利用超声处理伴随着搅拌这种混合方式所得复合材料的导电性最好,加入碳纳米管的复合材料玻璃转化温度Tg和热稳定性能较纯EP有显著提高.     

表面活性剂对氧化锌微纳米晶形貌及光致发光性能的影响

以硝酸锌、氢氧化钠为原料,采用水热法制备出氧化锌微纳米晶,并研究了表面活性剂对氧化锌微纳米晶形貌的影响,探讨了不同形貌氧化锌微纳米晶的生长机理。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及光致发光谱(PL)等测试手段对产物的结构、形貌和光学性能进行了表征。结果表明,借助表面活性剂CTAB、SDBS、PVPK90可分别制得片状、棒状和花状纤锌矿型氧化锌微纳米晶,3种形貌的氧化锌微纳米晶均具有光致发光特性,尤其片状ZnO微纳米晶的光致发光峰最强。     

液晶功能化碳纳米管有机硅复合材料的制备与性能

为提高有机硅复合材料的导热性能和力学性能,防止碳纳米管团聚,改善其与聚合物的混容性,通过一种向列型液晶N-(4-甲氧基亚苄基)对丁基苯胺(N-(4'-methoxybenzylidene)-4-butylaniline,MBBA)分子功能化改性多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs),制备了MBBA-MWCNTs有机硅纳米复合材料.测试结果表明,MBBA液晶与碳纳米管之间通过非共价键(π-π堆积)相互结合,不仅提高了碳纳米管在有机硅复合材料中的分散性,而且保证了MBBA功能化碳纳米管与有机硅良好的混容性,从而更好地发挥了碳纳米管优异的热学性能和力学性能.当MWCNTs质量分数为1.0%时,MBBAMWCNTs有机硅复合材料的拉伸强度达到6.78 MPa,比相同质量分数的MWCNTs有机硅复合材料提高了36%,比纯有机硅材料的提高了500%.当MWCNTs质量分数为14.0%时,MBBA-MWCNTs有机硅复合材料的导热系数达到0.561 5 W/(m·K),比MWCNTs有机硅材料的导热系数高54%,约是纯的有机硅材料导热系数的4倍.     

溶液共混法制备改性碳纳米管/尼龙12复合材料的性能研究

将纯碳纳米管通过浓酸氧化改性,然后通过溶液共混法制备改性碳纳米管/尼龙12复合材料的粉末.红外光谱分析表明,经过酸氧化处理,碳纳米管表面接上了羧基和羟基等极性官能团;光学图像表明改性后的碳纳米管与有机溶剂的相容性和分散性得到较好地改善;热重分析可知碳纳米管的加入提高了材料的热稳定性;力学性能测试显示碳纳米管与尼龙12通过溶液共混法制得的样品抗拉强度比熔融共混法制备的样品提高了3%.     

碳纳米管-介孔碳/硫复合材料的制备及其电化学性能

以碳纳米管作为基体、葡萄糖作为水热碳源,制备具有介孔结构的同轴碳纳米管-碳材料,再将硫负载到该碳基材料后得到碳纳米管-碳/硫复合材料,然后将其用作锂硫电池正极材料。利用SEM、TEM、XRD、TGA、BET等对该碳材料进行形貌结构表征。结果表明:该材料具有介孔结构,将其作为锂硫电池正极材料可有效地限制活性物质的损失。对所制备电池进行电化学测试,在0.2 C的倍率下碳纳米管-碳/硫电极首圈放电比容量为1295 mAh/g,经循环200圈后的放电比容量为653 mAh/g,每圈容量衰减率为0.24%;当充放电倍率增加到1.0 C时,首圈放电比容量为823 mAh/g,循环200圈后放电比容量高达569 mAh/g,表明该材料作为锂硫电池正极具有优异的高倍率性能。采用该方法制备的介孔碳材料有效地缩短了离子和电子的传输路径,为实现大倍率充电、降低活性物质损失提供了新的解决思路。     

碳纳米管/PTFE基复合材料摩擦学性能的研究

以碳纳米管(CNTs)为填料制备了，PTFE基复合材料，并研究了，该复合材料在干摩擦条件下与不锈钢对摩时的摩擦磨损行为，实验结果表明，CNTs／PTFE复合材料的摩擦系数随着CNTs含量的增加呈降低的趋势，其耐磨性能明显优于纯PTFE，当CNTs的体积分数为15％～20％时，其抗磨性能最好，MSEM观察发现纯PTFE的断面上分布着大量的带状结构，而填充了CNTs后，则未观察到这种带状结构，这说明CNTs有效地抑制了PTFE结构的破坏，对PTFE和CNTs／PTFE复合材料的摩擦表面的SEM观察发现，前者的摩擦表面分布着较明显的犁削和粘着磨损的痕迹，而后者的摩擦表面则平整光滑，这表明以CNTs作为填料可有效地抑制PTFE的磨损。     

硫化锌碳纳米管的合成方法及光学特性

采用沉淀法和回流法合成ZnS/CNTs复合材料,并对合成的纳米结构进行透射电镜、光致发光光谱测试、XRD测试。结果表明:Zn(NO3)2和Na2S不同的引入顺序产生不同的包覆效果;发光曲线显示ZnS/CNTs纳米粒子在397nm处有一个强荧光峰,在282nm处有一个较弱的荧光峰;沉淀法制备的ZnS/CNTs复合材料呈立方闪锌矿结构,而回流法制得的ZnS/CNTs复合材料为立方闪锌矿和六方纤锌矿的混合物。     

碳纳米管增强铜铬基复合材料的制备及其性能研究

以带羧基官能团的碳纳米管和片状铜铬粉为原料,通过对片状铜铬粉表面进行亲水处理,并采用湿法分散—粉末冶金工艺制备得到了碳纳米管/铜铬复合材料,实现了碳纳米管在铜铬基体中的均匀分散.采用场发射扫描电镜观察了复合材料块体的组织形貌,并研究了碳纳米管和铬含量对复合材料力学性能和导电性能的影响.结果表明：碳纳米管的体积分数为2%,铬在合金粉中的质量分数为3%为最优体系;碳纳米管的加入使铜铬基体的屈服强度提高了约12%,抗拉强度提高了约13%,摩擦系数降低了约19%,导电率降低了约23%.     

多壁碳纳米管/全同聚丁烯-1复合材料的制备及其性能

在转矩流变仪中通过熔融共混法制备了多壁碳纳米管/全同聚丁烯-1(MWCNTs/iPB-1)复合材料,讨论了MWCNTs用量对复合材料力学性能和热性能的影响。采用偏光显微镜(POM)观察了MWCNTs在iPB-1基体中的分散情况,并对复合材料进行了力学性能、维卡软化温度和熔体流动速率(MFR)测试。结果表明:当MWCNTs用量(质量分数)在0~2.0%时,用量小于1.0%时,MWCNTs可以较好地分散在iPB-1基体中,使iPB-1球晶的晶粒细化,其用量大于1.0%时,MWCNTs容易发生团聚现象;MWCNTs可以提高复合材料的力学性能和耐热性能,但熔体黏度略有增加,对加工性能影响不大。     

碳纳米管改性Sb-SnO_2/Ti电极制备及性能

为了提高Sb-SnO_2/Ti电极的电催化氧化活性和稳定性,采用溶胶-凝胶-热分解法制备了CNTs掺杂改性的CNTs-Sb-SnO_2/Ti电极,借助于SEM、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和降解刚果红实验对其微观结构和性能进行了表征,并通过加速寿命实验考察电极的稳定性。结果表明,当CNTs最佳掺杂量为2.0 g/L时,CNTs-Sb-SnO_2/Ti电极比Sb-SnO_2/Ti电极对刚果红的去除率提高了14.7%;改性后的电极表面相对粗糙且增加了孔隙结构,从而提高了电极的比表面积;改性电极具有更高的析氧电位和更小的界面转移阻抗;加速寿命实验表明改性电极的稳定性也得到了提高,使用寿命增加了27 h。