超臨界CO2輔助制備有機(jī)-無機(jī)納米復(fù)合材料.pdf

1、隨著近年來納米科學(xué)與納米技術(shù)的蓬勃發(fā)展，在納米尺度上構(gòu)筑結(jié)構(gòu)可控、功能獨(dú)特的有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合材料已經(jīng)成為材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合材料的無機(jī)相與聚合物之間會(huì)產(chǎn)生非常強(qiáng)的界面相互作用，從而使復(fù)合材料的性能得到很大程度的提高，表現(xiàn)出許多與一般宏觀復(fù)合材料不同的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)等性能。超臨界CO2(supercritical CO2，SC CO2)因?yàn)槠渚哂信R界條件易實(shí)現(xiàn)(31℃，7.38MPa)、環(huán)境友好、化學(xué)惰性、

2、廉價(jià)易得、粘度低、擴(kuò)散系數(shù)大、無毒、不燃、等諸多獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，而作為一種使用最為廣泛的超臨界流體應(yīng)用于環(huán)境治理、化學(xué)反應(yīng)、材料制備等領(lǐng)域。本課題，正是利用超臨界CO2的輔助作用，制備了一系列有柳/無機(jī)納米復(fù)合材料。這不僅為聚合物改性尋求到了一條途徑，同時(shí)也為設(shè)計(jì)、開發(fā)高性能多功能有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合材料提供了新的思路。其主要內(nèi)容如下：
　　 (1)利用超臨界CO2抗溶劑技術(shù)制備出一種功能性的有機(jī)/無機(jī)(MDMO-PPV/SWNTs)納

3、米復(fù)合材料，并對探索了超臨界CO2實(shí)驗(yàn)條件的變化對復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)及性能變化的影響。
　　 (2)在超臨界CO2輔助作用下，使用乙醇還原的方法制備出形貌可控的CNFs/Pd納米復(fù)合材料，并制備出以聚合物修飾過的一維碳納米材料為載體的多級納米復(fù)合材料PE/CNFs/Pd和PVA/CNTs/Pd等。
　　 (3)在超臨界CO2輔助作用下，使用乙醇還原的方法制備出形貌可控的聚合物微球與鈀金屬納米復(fù)合材料PS/Pd。
　　

4、 在本論文的研究當(dāng)中，針對SC CO2的輔助作用，提出了一以下幾點(diǎn)機(jī)理：SC CO2在MDMO-PPV/SWNTs復(fù)合材料的制備過程當(dāng)中發(fā)揮的作用主要有兩點(diǎn)。第一點(diǎn)，當(dāng)超臨界CO2壓力增大時(shí)，溶劑因?yàn)槿芙饬烁嗟腃O2其本身的粘度會(huì)有所下降，這為MDMO-PPV的分子鏈包裹在碳納米管表面提供一定的幫助。另一點(diǎn)是，因?yàn)镾C CO2抗溶劑效應(yīng)的影響，聚合物MDMO-PPV的分子鏈構(gòu)象與在溶劑當(dāng)中相比較有很大的轉(zhuǎn)變。SC CO2在制備金屬鈀

5、與不同載體的納米復(fù)合材料的過程所發(fā)揮的作用主要也分為兩點(diǎn)。其一，當(dāng)SC CO2壓力增大時(shí)，溶劑因?yàn)槿芙饬烁嗟腃O2而使本身的粘度下降，這為金屬前軀體在溶液中的傳質(zhì)提供一定的幫助，金屬前軀體PdCl2能夠更便捷、均勻地?cái)U(kuò)散到載體的周圍，被還原成核析出。其二，因?yàn)镾C CO2抗溶劑效應(yīng)的影響，在溶劑能力逐漸變差的過程當(dāng)中，前軀體更容易被還原析出，從而在晶核表面增長，使晶體長大。以SC CO2技術(shù)為輔助，在納米尺度上構(gòu)筑結(jié)構(gòu)可控、功能獨(dú)特的