碳納米管分散液的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、分類號：密級：UDC：學(xué)號：405906312080南昌大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文碳納米管分散液的制備及應(yīng)用研究碳納米管分散液的制備及應(yīng)用研究ThePreparationApplicationofCarbonNanotubeDispersionLiquid程曉圓培養(yǎng)單位（院、系）：機電工程學(xué)院指導(dǎo)教師姓名、職稱：孫曉剛教授申請學(xué)位的學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱：材料加工工程論文答辯日期：2015年5月27日答辯委員會主席：評閱人：2015年月

2、日摘要I摘要隨著納米技術(shù)的不斷發(fā)展，碳納米管以其優(yōu)異的電、熱、磁等性能被世人所關(guān)注。但是，由于傳統(tǒng)的碳納米管彎曲纏繞很難被分散到各種溶劑中而限制了其應(yīng)用。本課題努力探索出一種新型制備碳納米管的方法，該方法制備出的碳納米管具有很好的直線型，經(jīng)環(huán)境掃描電鏡和透射電鏡分析檢測后還發(fā)現(xiàn)，它是很好的一維材料，幾乎不纏繞，管徑在40100nm之間，且具有很大的長徑比，約為20:1。碳納米管內(nèi)部為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)徑約為4nm，內(nèi)部結(jié)構(gòu)就像是多層石墨層卷成

3、圓形累積疊加的效果。實驗對制備的碳納米管進行了不同分散體系中分散劑的種類、含量以及碳納米管的含量對碳納米管的分散性研究。結(jié)果表明，在水性體系中，水性專用的納米材料分散劑比常規(guī)的水性分散劑十二烷基硫酸鈉在分散碳納米管時效果更好，隨著球磨時間的增加，對應(yīng)的滴樣電阻值并沒有很好的改善，說明球磨時間對水性體系的滴樣電阻值影響很小。在乙醇體系中，探究了不同分散劑的含量對分散液的分散性影響，結(jié)果表明，隨著分散劑含量的增加，分散效果增加，球磨24h時

4、對應(yīng)的電阻值最小。在NMP體系中，可以得出碳納米管含量的增加，滴樣電阻值大幅度減小，這與碳納米管本身具有良好的導(dǎo)電性有關(guān)。根據(jù)滴樣測試還可以得出，在NMP體系中，碳納米管在分散劑存在時能很好的分散且滴樣電阻值與球磨時間幾乎無關(guān)。對碳納米管進行酸化、胺化改性處理得到修飾化的碳納米管，將修飾化后的碳納米管分別溶于水中比較分散性效果，結(jié)果表明，酸化的碳納米管具有最好的分散性，能保持25d不沉淀，掃描電鏡分析可知，酸化對碳納米管的本身的結(jié)構(gòu)損壞

5、較少，能很好的保持碳納米管原來的形貌，而碳納米管經(jīng)胺化后，其本身結(jié)構(gòu)很大程度上被破壞。用不同的碳納米管分散液與紙漿經(jīng)高速剪切等方法制備碳納米管導(dǎo)電紙并進行表征，結(jié)果表明，制備出的碳納米管導(dǎo)電紙中碳納米管能很好的形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，降低導(dǎo)電紙的電阻，增加電磁屏蔽效能。將該導(dǎo)電紙應(yīng)用于電池集流體中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石墨，可以提高電池62%的充放電時間。改性后的碳納米管導(dǎo)電紙在提高電磁屏蔽效能和電池的充放電時間上效果更明顯。實驗還研究了碳納米管對環(huán)境污染物