多壁碳納米管的親水改性及性能研究.pdf

1、碳納米管(Carbon nanotubes，CNTs)是一種理想的一維量子材料，具有良好的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和光學(xué)性能等，成為近年來最熱門的研究對(duì)象之一，也成為復(fù)合材料設(shè)計(jì)關(guān)注的焦點(diǎn)。盡管碳納米管的物理化學(xué)性能非常優(yōu)異，但是其自身具有較大的比表面積和比表面能，導(dǎo)致其非常容易團(tuán)聚，大大限制了它的應(yīng)用。因此，對(duì)碳納米管進(jìn)行親水性修飾與改性的研究有著十分重要的意義。
　　本論文首先采用Hummers法制得氧化碳納米管(OCNT)，之后進(jìn)一

2、步用葡萄糖還原制備出氧化還原碳納米管(RCNT)。通過表征分析，OCNT上有較多的含氧基團(tuán)，而RCNT中大部分含氧基團(tuán)消失了。與碳納米管相比，OCNT和RCNT在水中的分散性良好。分別將CNTs(加少量分散劑)，OCNT和RCNT作為填料以不同的比例添加到塑化淀粉(PS)中，通過流延法制備復(fù)合膜材料。根據(jù)進(jìn)一步的表征分析，PS/OCNT和PS/RCNT復(fù)合膜材料更為均一，因此，復(fù)合膜能夠有效地改善了塑化淀粉膜的力學(xué)性能和水蒸汽透過性能，

3、而且，復(fù)合膜材料也擁有有很好的導(dǎo)電能力。
　　本論文還采用水合肼還原的方法制備了多壁碳納米管-環(huán)糊精(RCNT-CD)，并對(duì)其進(jìn)行表征，結(jié)果表明環(huán)糊精成功負(fù)載到了碳納米管表面，且該復(fù)合物在水中的分散性很好。然后，采用RCNT-CD水溶液和亞甲基藍(lán)(MB)溶液共同修飾玻碳電極(GCE)，進(jìn)而對(duì)手性分子D-酒石酸和L-酒石酸進(jìn)行選擇性的識(shí)別，通過循環(huán)伏安曲線分析電極上的電化學(xué)響應(yīng)。結(jié)果表明，修飾電極既可定性又可定量的對(duì)該手性分子進(jìn)行識(shí)

4、別。該修飾電極不僅發(fā)揮了碳納米管優(yōu)異的電化學(xué)性能，也充分利用了環(huán)糊精的分子識(shí)別能力。本文還在復(fù)合物RCNT-CD的表面合成四氧化三鐵(Fe3O4)納米顆粒，制備了磁性RCNT-CD/Fe3O4復(fù)合物，并用來吸附廢水中的染料亞甲基藍(lán)。通過表征，可以清楚地看到在RCNT-CD表面合成了Fe3O4納米顆粒，并且該納米復(fù)合物具有很好的磁性。吸附試驗(yàn)表明，磁性RCNT-CD/Fe3O4吸附劑對(duì)MB有很強(qiáng)的吸附能力，吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和L