磺化碳纳米管/活性炭复合微球的制备及其对低密度脂蛋白的吸附性能

采用悬浮聚合、炭化、活化制得碳纳米管/活性炭复合微球; 而后利用重氮盐偶合法将对氨基苯磺酸接枝到此复合微球上, 得到磺化碳纳米管/活性炭复合微球; 将其用于吸附血清中的低密度脂蛋白(LDL). 结果表明: 所制备的磺化碳纳米管/活性炭复合微球球形度好, 表面光洁, 中孔发达, 并且接枝有对氨基苯磺酸. 此复合微球对LDL的吸附量随着碳纳米管加入量的增加而逐渐增大; 当碳纳米管加入量为45% (w)时, LDL吸附量达6.564 mg·g^-1, 是未添加碳纳米管的3.3倍. 此复合微球在作为血液灌流LDL吸附剂方面有较好的应用前景.     

碳纳米管复合微球修饰L-色氨酸及其对LDL的吸附性能

本文以多孔碳纳米管/活性炭复合微球为载体, 以L-色氨酸为配基, 采用环氧氯丙烷偶联法, 制得修饰L-色氨酸的碳纳米管/活性炭复合微球(L-CNTs/AC)。采用扫描电镜、氮气吸附、傅立叶红外光谱、热分析、X射线光电子能谱等对复合微球进行表征;通过体外静态吸附法对其低密度脂蛋白(LDL)吸附能力进行初步研究。结果表明:环氧氯丙烷偶联法可接枝上L-色氨酸。复合微球中碳纳米管加入量越多, 对LDL的吸附能力越强;当碳纳米管加入量为45wt%时, 对LDL的吸附量达4.623 mg·g^-1, 是未添加碳纳米管的2.3倍多。这是因为碳纳米管不仅可促进复合微球中20~100 nm孔的形成, 而且还可促进复合微球配基修饰量的增多, 从而大大增强了复合微球对LDL的吸附能力。此复合微球可望开发成一种新型的血液灌流LDL吸附剂。     

中分子毒素在碳纳米管上的吸附

研究了两种不同形态的碳纳米管(随机生长多壁碳纳米管(MWCNTs)及定向生长多壁碳纳米管(ACNTs))对典型中分子毒素的吸附性能. 并与两种现有商用血液灌流吸附材料(活性炭(AC)及大孔吸附树脂(MR))进行了对比. 结果显示, 碳纳米管(CNTs)具有优异的中分子吸附能力, 其中MWCNTs对典型中分子毒素的吸附量可达47.18 mg·g-1, 为活性炭的10.8倍, 为大孔吸附树脂的5.5倍. 此外, 碳纳米管的吸附非常迅速, 中分子毒素在MWCNTs及ACNTs达到吸附平衡的时间仅为10 min和15 min, 而活性炭及大孔吸附树脂则分别需要60 min及120 min. 碳纳米管优异的吸附性能得益于其独特的微观结构所形成的发达的中孔. 因此, 碳纳米管可望成为高效的吸附材料, 应用于血液灌流中.     

ACNT/C纳米复合材料导热性能及其机理的初步研究

以定向碳纳米管(ACNT)阵列为骨架, 利用化学气相渗(CVI)工艺制备了新型的定向碳纳米管/碳(ACNT/C)纳米复合材料. 导热性能测试结果表明, 密度为1.47 g/cm3的ACNT/C纳米复合材料的热扩散系数和热导率均比相同工艺条件下密度为1.50 g/cm3的传统C/C复合材料高4～6倍; 经过2 500 ℃热处理, ACNT/C的热导率接近140 W/(m·K), 而C/C仅为40 W/(m·K)左右. 这主要是由于CNT对热解炭结晶存在诱导作用, 同时特殊的准一维结构也减少了热扩散时“声子”的散射.     

非离子表面活性剂对多壁碳纳米管在乙醇中高浓度分散的作用

如果能在无需聚合物或共价官能团辅助的条件下, 将多壁碳纳米管(MWNTs)高浓度地分散在乙醇中, 那么向各种复合材料引入MWNTs的过程就会更加便捷. 为此, 制备了多种含有表面活性剂的多壁碳纳米管乙醇悬浮液并对比考查了它们的稳定性. 非离子表面活性剂Triton X-100 和Tween 65显示出了在乙醇中分散悬浮高浓度MWNTs的能力, 能够使1.0 g·L-1 MWNTs乙醇悬浮液的上层清液经240 h后浓度仍分别在0.50和0.35 g·L-1以上. 这样长时间稳定的、没有聚合物或共价官能团辅助的MWNTs乙醇悬浮液, 其浓度比文献报道的值高. 进一步探讨了这些非离子表面活性剂分子结构对于分散MWNTs的优势, 并直观给出了其吸附于碳纳米管表面的可能形式. X射线光电子能谱和透射电子显微镜的表征结果都证实了表面活性剂分子吸附于碳纳米管表面.     

新型沥青基ACNT/C纳米复合材料的制备与表征

以超长定向碳纳米管(ACNTs)阵列为骨架，中温煤焦油沥青为浸渍剂，采用浸渍-炭化工艺经过一个循环制备了密度约为1.25 g·cm^-3的沥青基定向碳纳米管/炭(ACNT/C)纳米复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、偏光金相显微镜(PLM)、X射线衍射(XRD)和Raman光谱分析对这种新型纳米炭材料进行了表征。结果表明ACNT/C中沥青炭为明显的各向异性组织，以碳纳米管为核心形成了非常细密的流线型层片结构，具有较高的晶化程度。采用热失重分析(TGA)方法考察了材料在空气中的热稳定性能，发现ACNT/C纳米复合材料在空气中的热失重初始温度比相同工艺条件下，以炭纤维为骨架制备的密度相近的炭/炭(C/C)复合材料提高了50 ℃左右。     

碳纳米管复合微球修饰L-色氨酸及其对LDL的吸附性能

本文以多孔碳纳米管/活性炭复合微球为载体,以L-色氨酸为配基,采用环氧氯丙烷偶联法,制得修饰L-色氨酸的碳纳米管/活性炭复合微球(L-CNTs/AC)。采用扫描电镜、氮气吸附、傅立叶红外光谱、热分析、X射线光电子能谱等对复合微球进行表征;通过体外静态吸附法对其低密度脂蛋白(LDL)吸附能力进行初步研究。结果表明:环氧氯丙烷偶联法可接枝上L-色氨酸。复合微球中碳纳米管加入量越多,对LDL的吸附能力越强;当碳纳米管加入量为45wt%时,对LDL的吸附量达4.623 mg·g-1,是未添加碳纳米管的2.3倍多。这是因为碳纳米管不仅可促进复合微球中20~100 nm孔的形成,而且还可促进复合微球配基修饰量的增多,从而大大增强了复合微球对LDL的吸附能力。此复合微球可望开发成一种新型的血液灌流LDL吸附剂。     

碳纳米管/活性炭复合微球的制备及其对VB12的吸附应用

采用反相乳液法制备碳纳米管/壳聚糖复合微球(CNTs/CTS), 并对其进一步炭化、活化制得碳纳米管/活性炭复合微球(CNTs/AC). 以此复合微球为吸附材料, 探索了其对中分子代表物质VB12的吸附. 研究结果表明, 碳纳米管含量70%(w)的复合微球经水蒸气适当活化后球形度好、吸附性能优异, 其对VB12的吸附量达23.59 mg·g-1, 分别是活性炭和大孔吸附树脂的5.4和2.7倍. 分析表明这是由于碳纳米管/活性炭复合微球具有发达的中孔结构.     

新型ACNT/C纳米复合材料氧化性能的初步研究

以定向碳纳米管阵列为骨架, 利用化学气相渗(CVI)工艺制备了新型的定向碳纳米管/炭(ACNT/C)纳米复合材料, 并对其氧化性能进行了初步的研究. SEM形貌观察表明, 氧化后的ACNT/C纳米复合材料仍然保持着其基本的管状结构特点, 氧化由外层热解炭向内逐渐进行. 热失重分析 (TGA)检测结果表明, 密度为0.80 g•cm-3的ACNT/C纳米复合材料在空气中的热失重转变温度约为720 ℃, 比相同工艺条件下制备的密度为1.5 g•cm-3的C/C复合材料提高了50 ℃左右. 静态空气等温氧化实验表明, ACNT/C纳米复合材料在550 ℃氧化过程中的化学反应速率明显低于C/C复合材料. 这主要是由于ACNT/C纳米复合材料具有稳定的界面和较高的晶化程度.