溴吸附对碳纳米管导电性能的提高

通过溴蒸气的吸附, 提高多壁碳纳米管(MWNT)的本征导电性能,加溴多壁碳纳米管的电导率提高3倍. 通过拉曼光谱, 紫外可见光谱, 红外吸收光谱, 近红外吸收光谱和X光电子能谱等方法研究, 结果表明: 溴与多壁碳纳米管之间存在共轭作用, 使多壁碳纳米管表面的电子云分布发生了变化, 导致空穴载流子的产生, 增加了载流子浓度, 提高了多壁碳纳米管的导电性能.     

碳纳米管对苯胺的吸附行为

碳纳米管有较大的比表面,有利于用作吸附剂。当前研究主要集中在对气体,尤其是对H2气的吸附。近年来,也有人将碳纳米管应用于环境保护领域,Long等使用碳纳米管除去二恶英,Li等用碳纳米管吸附溶液中的Cd^2 都取得了满意的效果。苯胺类化合物是国家严格控制的一类污染物,使用碳纳米管对苯胺的吸附研究尚未见报道。     

红外光谱研究Fenton试剂对多壁碳纳米管表面的影响

碳纳米管经焙烧和稀硝酸纯化处理后,在不同实验条件下采用Fenton试剂对多壁碳纳米管进行化学改性,红外光谱(FTIR)结果表明,Fenton试剂化学处理后能够在碳纳米管表面引入羟基和羰基,且羰基峰的吸收强度随着反应时间的增加而增加;碳纳米管的化学处理条件即过氧化氢与亚铁离子物质的量之比、pH值和反应时间等因素能够影响碳纳米管的改性效果;过氧化氢与亚铁离子物质的量之比控制在10左右,pH保持在3,反应10h即能在碳纳米管表面产生较多的羰基.此外,根据Fenton试剂产生羟基自由基的机理和碳纳米管改性前后的FTIR变化,初步分析了Fenton试剂与碳纳米管作用的可能机理.机理分析表明,羟基和羰基的产生是由亲电性的HO·对碳纳米管上的不饱和键进行加成氧化引起的.     

羟基自由基对多壁碳纳米管表面和结构的影响

碳纳米管纯化后，使用Fenton试剂产生羟基自由基对碳管进行改性处理，研究羟基自由基对碳管表面和结构的影响，并与碳管的混酸处理结果进行比较。FTIR结果表明：经Fenton试剂化学处理后，碳管表面主要引入羟基和羰基，而混酸能“剪切”碳管，产生大量羧基和羰基等官能团。根据Fenton试剂产生羟基自由基的机理，分析了Fenton试剂处理条件的影响因素，控制反应条件即过氧化氢与亚铁离子物质的量之比保持在10左右，而pH值则维持在3左右，对碳管进行改性处理。依据碳管Fenton试剂处理前后的FTIR谱图变化，初步探讨了羟基自由基与多壁碳纳米管作用的可能机理。机理分析表明，改性后碳管表面的羟基和羰基是羟基自由基对碳管上的不饱和键进行加成氧化的结果。     

多壁碳纳米管对PS分子量影响的研究

由于碳纳米管（CNT）具有优异的力学、电学、光学等性能，近年来，聚合物／碳纳米管（polymer／CNT）复合材料的研究已经成为研究者关注的热点。相关的研究主要集中在：一是将CNT作为填充材料制各复合材料，使复合材料的力学、电学等性能得到提高。二是将CNT作为主体，用聚合物对CNT进行修饰，使CNT在有机溶剂中能够获得良好的溶解度。而对于在聚合反应中，CNT的加入对聚合物分子量影响的研究，相关的报道较少。本文利用悬浮聚合法制备了聚苯乙烯／多壁碳纳米管（PS／MWNT）复合材料，采用透射电镜（TEM）和凝胶渗透色谱（GPC）对其进行了分析，详细研究了MWNT对于PS分子量的影响。     

溴蒸气掺杂聚苯乙炔的导电机理

通过溴蒸气的吸附, 聚苯乙炔(PPA)的电导率比吸溴前提高近12个数量级. 采用固体紫外光谱、X光电子能谱研究了溴与PPA之间的p-π共轭效应, 探讨了掺溴PPA的导电机理. 研究表明, PPA掺溴产生了溴负离子和电子转移复合物, 促使导电率提高. 实验证明压力作用的增大有利于增强溴与PPA之间的共轭作用, 温度升高导致掺溴PPA中p-π共轭结构减少, 导致电导率降低.     

碳纳米管负载纳米Fe2O3的研究

本文研究了用液相化学沉积法制备的碳纳米管负载Fe₂O₃。首先用浓HCl、浓HNO₃和浓HNO₃ / H₂SO₄(混酸)三种酸对碳纳米管进行改性处理，对样品进行了TEM形貌观察和FTIR光谱分析，FTIR分析表明浓HCl处理后不能在碳纳米管表面引入官能团，而浓HNO₃能在碳纳米管表面引入-OH和-C=O，浓HNOO₃ / H₂SO₄能在碳纳米管表面引入大量的-OH、-C=O、COOH。制备了以上三种碳纳米管分别负载Fe₂O₃。TEM分析表明，负载效果：混酸>浓HNO₃>浓HCl。经混酸处理后的碳纳米管所负载的Fe₂O₃的XRD分析，表明所负载的是α-Fe₂O₃。机理分析表明碳纳米管上的含氧基团能增强其在水溶液中的分散性，同时能增强其对Fe³⁺吸附和离子交换能力，使吸附在碳纳米管表面的Fe³⁺成为结晶成核中心，调节溶液pH值后，使Fe₂O₃沉积在碳纳米管表面。     

聚苯乙炔/碳纳米管复合材料的导电性能研究

本文以无水A lC l3作催化剂合成聚苯乙炔(PPA),用H2SO4对其进行磺化改性,采用其混法制得了PPA/碳纳米管(CNTs)及磺化PPA/CNTs复合材料,对二者的常温电导率及变温电导率进行了测试。结果表明:磺化PPA的电导率较PPA的提高了3个数量级;随着CMTs含量增加,复合材料的电导率升高;PPA/CNTs导电的阈值是3%,达极限电导率(0.04S/m)所需CNTs含量为25%,而磺化PPA/CNTs导电的阈值是2%,达极限电导率所需CNTs(0.14 s/m)含量为25%。并分析了温度变化对复合材料电阻变化的影响因素。     

碳纳米管负载氧化铁的制备与机理

研究了不同的碳纳米管预处理方法对制备碳纳米管负载氧化铁催化剂的影响。通过透射电镜观察了氧化铁负载前后碳纳米管表面的形貌,X射线衍射分析显示碳纳米管上包覆的是αFe2O3,并利用红外光谱和热重分析结果探讨了氧化铁负载的机理,发现经过预处理的碳纳米管吸附Fe(NO3)3后高温热处理得到的氧化铁是由Fe(NO3)3直接分解得到的。     

溴掺杂聚苯胺的导电性能及机理研究

通过化学氧化法制备聚苯胺,对其进行溴和氢溴酸掺杂,聚苯胺(PANI)的电导率比掺杂前提高了11-13个数量级。采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱和X射线光电子能谱分析研究了溴和氢溴酸对PANI的掺杂作用,探讨了掺杂PANI的导电机理。研究表明,不同于氢溴酸对PANI的质子酸掺杂,溴掺杂过程中产生的溴负离子增加了PANI的载流子浓度并形成电子转移复合物,提高了聚苯胺的电导率。