碳納米管表面化學(xué)鍍Co的研究.pdf

1、碳納米管的發(fā)現(xiàn)，引起了全世界眾多科學(xué)家的廣泛關(guān)注，其優(yōu)異的力學(xué)性能、電學(xué)性能、獨(dú)特的微觀結(jié)構(gòu)，極大的長徑比和比表面積，在眾多領(lǐng)域有潛在的巨大應(yīng)用價(jià)值然而，碳納米管本身存在著許多缺陷，分散性也比較差，特別是碳納米管的表面結(jié)構(gòu)往往影響電學(xué)、力學(xué)和光學(xué)等諸多性能。因此，改善碳納米管表面結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)碳納米管與基體的濕潤性和碳納米管如何在基體中均勻分散度的研究引起了人們濃厚的興趣。本研究采用化學(xué)鍍工藝在碳納米管表面包覆鈷金屬層，可改善碳納米管表面結(jié)

2、構(gòu)和性能，以增強(qiáng)碳納米管和金屬、陶瓷和高分子等基體材料界面結(jié)合力，是擴(kuò)大碳納米管應(yīng)用領(lǐng)域和有效利用碳納米管優(yōu)異性能的主要方法之一。 本研究選用CVD法制備的多壁碳納米管作為施鍍對(duì)象，對(duì)施鍍前的碳納米管進(jìn)行微波、NaOH、濃硝酸提純處理，再將提純后的碳納米管在SnCI2溶液中進(jìn)行敏化，在PdCl2溶液中進(jìn)行活化處理，最后在進(jìn)行化學(xué)鍍。在碳納米管表面包覆得到了較為連續(xù)的鈷鍍層。并利用紅外光譜(IR)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射(

3、XRD)及能譜(EDS)等現(xiàn)代分析手段，對(duì)碳納米管包覆體系的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。 結(jié)果表明，對(duì)碳納米管進(jìn)行微波處理，可消除非晶碳改善碳納米管結(jié)晶度；然后將微波處理過的碳納米管用NaOH溶液進(jìn)一步提純，除去碳納米管中的由于CVD法制備過程中所使用的催化劑載體硅藻土中的主要成份SiO2等雜質(zhì)；再將經(jīng)NaOH溶液處理后的碳納米管用濃HN03處理，進(jìn)一步提純并改善其表面性能、接枝官能團(tuán)。經(jīng)紅外光譜檢測(cè)顯示，經(jīng)過濃硝酸處理后，在碳納米管表

4、面接枝了大量的官能團(tuán)：羰基(>C=O)、羥基(-OH)、羧基(-COOH)等官能團(tuán)。然后采用超聲的方法對(duì)提純后的碳納米管在SnCl2溶液中進(jìn)行敏化，在PdCl2溶液中進(jìn)行活化處理。使碳納米管表面產(chǎn)生活化點(diǎn)，盡可能多的活化點(diǎn)將有利于金屬鈷在碳納米管表面沉積，并能獲得連續(xù)的金屬鈷鍍層，從而提高化學(xué)鍍的質(zhì)量。化學(xué)鍍?cè)诤銣睾蛿嚢柘逻M(jìn)行，并對(duì)配方、溫度、pH值、時(shí)間等方面進(jìn)行調(diào)整，在碳納米管表面獲得完整、均勻、致密的金屬鈷包覆層。通過TEM、ED