碳纳米管基复合材料研究进展

碳纳米管基复合材料具有优良的性能,已在化学、化工、材料、生物、医学等领域受到广泛关注.本文主要综述了功能材料包覆碳纳米管的制备方法及其力学、磁学、光学、电化学等性质,以及当前研究的焦点和存在的问题.     

无机纳米管材料合成进展

无机材料的微观结构决定了材料的许多特性,如传输行为、催化活性、分离效率、粘附、储存和释放动力学。具有管状结构纳米尺度的材料由于其特殊的结构及由此带来的特殊性能正成为一个令人兴奋的化学研究领域。文章综述了近年来无机纳米管材料的合成途径和进展。     

多壁碳纳米管-Nafion复合膜修饰玻碳电极测定硝苯地平的研究

研制了以Nafion分散羧基化多壁碳纳米管的化学修饰电极(Nafion-MWCNTs/GC),研究了硝苯地平(NIF)在修饰电极上的电化学行为和测定方法。实验结果表明,在0.1mol/LNH3-NH4Cl(pH9.6)溶液中,Nafion-MWCNTs/GC,对NIF具有明显的催化和增敏作用,还原峰电位由-0.85V(裸电极)正移到-0.75V(vs.AgCl/Ag)(修饰电极),灵敏度增加约7倍。对各种实验条件进行了优化。定量测定的线性范围为2.5×10-7~4.5×10-5mol/L,r为0.9974;检出限为8.0×10-8mol/L。探讨了NIF在Nafion-MWCNTs/GC上的电极过程和反应机理,测得在本体系中参与反应的质子数和电子转移数均为4,电子转移系数α为0.41。对NIF药片进行了测定,回收率为94.5%~101.0%。     

肾上腺素在碳纳米管-离子液体糊修饰电极上的伏安行为

研究了肾上腺素(EP)在多壁碳纳米管与离子液体糊修饰玻碳电极上的电化学行为,发现该修饰电极对肾上腺素的氧化具有良好的催化促进作用。在pH=7.0的磷酸盐缓冲溶液中,肾上腺素在0.13 V产生的阳极峰比相应的多壁碳纳米管修饰电极上的峰负移约40 mV,峰电流则显著增大。优化了实验条件,在选定的条件下,EP的浓度在5.0×10-7~2.0×10-5mol.L-1范围内与阳极峰电流呈线性关系,相关系数为0.998,方法检出限为1.0×10-7mol.L-1。利用该方法对注射液中肾上腺素的含量进行了测定,其回收率达98.1%~100.5%。此外,还对有关物质的干扰及电极反应参数等进行了测试。     

单壁碳纳米管用做超级电容器的电极材料

摘要本文研究了采用电弧放电法大规模合成的单壁碳纳米管（SWNT）用作超级电容器电极材料的电化学性能。N₂吸脱附测试表明SWNT既有发达的微孔，又有发达的中孔，其比表面为435 m².g^-1。由于既有双电层电容，又有表面官能团产生的准电容，采用浓硝酸处理后的单壁碳纳米管在水相电解液中的比电容达到105 F/g。基于SWNT的超级电容器也有着良好的充放电可逆性和循环稳定性。     

L-色氨酸功能化多壁碳纳米管的制备与表征

采用L-色氨酸作为修饰剂,制备了一种新型功能化的多壁碳纳米管,并对其进行了表征。红外光谱和电化学实验均证实碳纳米管和色氨酸是通过酰胺键共价键合的。其中,循环伏安实验中0V附近羧基峰的消失与红外光谱中N-酰化氨基酸的—C=O峰的形成相对应,证明了共价键的形成。     

氢气辅助的水中埋弧法制备小直径碳纳米管

用改进的石墨电弧放电方法制备了小直径、高质量的碳纳米管,以水为打弧介质,氢气为保护气体.该方法具有装置简单,电流小,无催化剂,制备出的多壁碳纳米管直径小于10 nm等优点.     

CVD法不同条件下制备的多壁碳纳米管的Fenton氧化改性

碳纳米管经焙烧和稀硝酸纯化处理后,在相同的实验条件下,采用Fenton试剂产生的·OH分别对CVD法合成的两种制备条件不同的多壁碳纳米管进行氧化改性处理。红外光谱(FT IR)表明,改性后的两种碳管结构中都引入了羟基、羰基和羧基等含氧官能团。此外,由于制备条件不同,导致它们的石墨化程度、缺陷含量和抗氧化能力等性质也不同,因此CVD法制备条件能够对碳管Fenton氧化改性结果产生重要影响。机理分析表明,这些含氧官能团可以看作是具有强亲电性和强氧化性的·OH对碳管上缺陷位置和不饱和键进行攻击的结果。     

裂解酞菁铁和乙烯制备取向碳纳米管阵列

采用热化学气相沉积(TCVD)法裂解酞菁铁(FePc)和乙烯(C2H4)制备出高210 μm的取向碳纳米管阵列(ACNTA). 用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、拉曼光谱和X射线光电子能谱(XPS)对制备的样品进行了表征, 系统研究了反应温度、反应时间、C2H4流量对ACNTA生长的影响. 结果表明, 样品具有高取向性且纯度高. 800 ℃是裂解FePc和C2H4制备ACNTA的最优温度, 催化剂的活性可以保持较长时间(60 min), 通入C2H4促进了ACNTA的快速生长, 最适合流量为50 cm3/min.     

RuO2·xH2O / MWNTs纳米复合物的超级电容特性研究

本文采用超声波技术合成了水合氧化钌/多壁碳纳米管纳米复合材料(Ru-MWNTs)前驱物，在150 ℃下热处理15 h后得到Ru-MWNTs。采用XRD及TEM对纳米复合材料进行表征，结果表明，水合氧化钌以无定型态比较均匀地沉积在MWNTs上。在1.0 mol·L^-1 H₂SO₄电解液中对Ru-MWNTs复合电极进行了电化学测试，循环伏安结果表明纳米复合物具有良好的电容性能，其比容量为100 F·g^-1，是MWNTs的6倍(MWNTs的比容量为15.5 F·g^-1)；本文还采用交流阻抗方法来分析频率与电容的关系，比较分析了MWNTs和复合材料的孔结构，表明在MWNTs中复合少量的水合氧化钌可以提高电极材料的充、放电速度。