微波輔助單壁碳納米管的有機(jī)功能化修飾.pdf

1、碳納米管(CNTs)因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)、電學(xué)、機(jī)械等性能，在納米電子器件、超強(qiáng)復(fù)合材料、儲氫材料、催化劑載體等諸多新領(lǐng)域取得了較大突破，引起全球物理、化學(xué)及材料等科學(xué)界的極大興趣。但由于CNTs幾乎不溶于任何溶劑，且在溶液中易聚集成束，這就極大地限制了其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。對CNTs進(jìn)行共價(jià)功能化是改善其分散性從而拓展其應(yīng)用的有效方法之一。目前，已經(jīng)發(fā)展了大量的共價(jià)功能化CNTs的方法，但是很多的方法由于要用到苛刻的條件或是接枝率不高，因此只

2、能停留在實(shí)驗(yàn)室階段，不能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，從而限制了其潛在的應(yīng)用價(jià)值。本研究系統(tǒng)地探索了SWNTs與鹵代烯烴、醇以及丙交酯等試劑發(fā)生反應(yīng)的最優(yōu)化條件，并探討了其反應(yīng)的機(jī)理。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　 ⑴探索了在微波輔助加熱和用三氯化鋁做催化劑的條件下，3-氯丙烯與SWNTs在不同時間、溫度下發(fā)生的親電加成反應(yīng)，以尋找提高反應(yīng)產(chǎn)率的最佳條件。通過IR、TG、Raman、TEM、AFM和UV等測試方法和手段表征了實(shí)驗(yàn)所得產(chǎn)物。研究

3、結(jié)果表明用三氯化鋁做催化劑時，3-氯丙烯發(fā)生聚合反應(yīng)，結(jié)果聚合鏈能有效地接枝到SWNTs的表面，而且30min為合適的反應(yīng)時間。
　　 ⑵選用一系列醇作親電試劑與SWNTs發(fā)生親電加成反應(yīng)，以期望簡化實(shí)驗(yàn)步驟、降低污染、能實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。研究結(jié)果表明，通過一步反應(yīng)SWNTs管壁上接上了烴基和羥基，并且醇的分子鏈的長度對功能化的程度有一定影響。修飾后的SWNTs在有機(jī)溶劑中的分散性大大提高，有利于其操作處理過程，從而實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用研究