非离子型表面活性剂Tween 60用于碳纳米管的双水相分离

单壁碳纳米管以其优异的电学和光学性能受到了广泛的关注,高性能器件等应用要求使用性质均一的单壁碳纳米管.因此,不同结构的单壁碳纳米管的分离具有重要意义.双水相萃取是一种能够对单壁碳纳米管进行结构分离的新方法,分离结果稳定可靠,且不需要复杂的设备,具有简捷、高效、易扩大规模等特点.本文通过调节脱氧胆酸钠(DOC)和非离子型...     

用纺丝法制造碳纳米管纤维

根据Cambridge大学的A．H．Windle和他的博士后助手的报道，用化学气相沉积法（CVD）合成碳纳米管时，可以一步生成长度无限的碳纳米管纤维。此前的其他的制造碳纳米管纤维方法都包括一个合成碳纳米管的初始步骤和后续的处理步骤。Windle等人的方法是用一根旋转棒从CVD过程中生成的纳米管气溶胶的“弹性烟雾”中“抽丝纺丝的方法。通过调节试剂浓度、温度和氢气的流速，这个小组能够制备出单壁纳米管纤维或者多擘纳米管纤维。Windle等并提到，这种新的生产方法不仅成本较低，而且对环境友好。     

碳纳米管在水中的分散性

以超声波为辅助工具,分别研究阳离子、阴离子型等表面活性剂在水中对碳纳米管分散性的影响,进而研究两种表面活性剂复配后对碳纳米管分散性的影响。通过记录分散的碳纳米管溶液的保存时间和SEM对分散效果进行分析和观察。     

静电纺丝制备碳纳米管基复合纳米纤维的研究进展

碳纳米管(CNTs)作为增强材料与聚合物复合制成纳米纤维,有助于提高纳米纤维性能,扩展其应用领域。本文综述了近年来国内外静电纺丝制备CNTs基复合纳米纤维的研究现状,重点介绍了CNTs/PAN复合纳米纤维、CNTs/PANI/PEO复合纳米纤维、CNTs/PVA复合纳米纤维、CNTs/PA复合纳米纤维、CNTs/TiO2复合纳米纤维的研究进展及其在纳米传感器、电磁干扰、超级电容器、染料敏化太阳能电池(DSSCs)、组织工程支架、药物控制释放等方面的应用潜力,展望了CNTs基复合纳米纤维的发展前景。     

单壁碳纳米管在胆酸类表面活性剂中的分散及手性碳管(6,5)的双水相分离方法

选用牛磺脱氧胆酸钠和脱氧胆酸钠等6种胆酸类表面活性剂,考察其对单壁碳纳米管(SWCNTs)的分散能力.紫外-可见-近红外吸收光谱测试结果表明,在超声功率为225 W,超声时间1 h的分散条件下,胆酸类表面活性剂均能对SWCNTs均匀分散,均可作为SWCNTs的分散剂.在相同条件下,质量分数为2%的牛磺脱氧胆酸钠对SWCNTs的分散能力最强,脱氧胆酸钠对SWCNTs的分散能力最弱.此外,还采用聚乙二醇/葡聚糖双水相系统对SWCNTs分散液进行了萃取分离,获得了纯度较高的手性SWCNTs(6,5).所筛选的SWCNTs分散剂及采用的双水相分离方法为单一手性SWCNTs的分离提供了一定的技术参考.     

湿法纯化碳纳米管阵列及其对碳纳米管阵列形貌的影响

采用酸溶液处理方法对垂直于衬底生长的碳纳米管阵列的纯化进行了研究. 利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱等手段对纯化前后的碳纳米管阵列的结构、形貌及化学组成进行表征. 实验结果表明, 通过控制条件, 酸溶液处理方法能够在有效地去除催化剂粒子等杂质的同时又保持阵列的相对完整性. 纯化后的碳纳米管阵列会促进其在电子学领域的进一步应用.     

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.     

双子表面活性剂及其抗菌性能

双子表面活性剂是一种具有两个亲水基团、两条疏水链和一个联接基团的新型表面活性剂。与传统的表面活性剂相比,双子表面活性剂具有较低的临界胶束浓度、较高的表面活性、高效降低水的表面张力和油/水界面张力以及良好的水溶性等特点。双子表面活性剂广泛应用于抑菌、灭菌、食品生产、消泡抑泡、药物缓释以及工业清洗等领域,对推动社会、经济、工业的进步有着非常重要的积极作用。本文简要概括了双子表面活性剂的发展,介绍了双子表面活性剂的活性和组装结构,对双子表面活性剂的分类、结构和特征进行了概括和总结。     

ZnO纳米纤维的静电纺丝及其光催化性能的研究

以聚乙烯醇溶液为络合剂与醋酸锌反应制得前驱体溶液,采用静电纺丝法制备PVA/Zn(Ac)2复合纳米纤维,经过高温煅烧得到直径为100 nm的ZnO纳米纤维,采用差热-热重分析、红外光谱分析、X射线粉末衍射分析及扫描电镜等手段对其进行了表征.光催化降解酸性品红溶液的实验结果表明,太阳光照65 min使质量浓度为45 mg/L酸性品红水溶液的脱色率达93%;另外,重复使用ZnO纳米纤维4次之后,其光催化降解率仍能达到70%以上.这充分说明ZnO纳米纤维具有良好的光催化性能.     

单壁碳纳米管在金表面的图形化组装

利用湿法化学组装技术在金表面得到了图形化的单壁碳纳米管阵列.在混酸氧化条件下,初合成的交缠状态的单壁纳米管被截短成带有羧基等功能化末端的短管.这些功能化的短管在缩合剂DCC的作用下与氨基/甲基图形化表面进行缩合反应时,纳米管将选择性地结合到氨基区域从而形成规则的纳米管阵列.     

共聚单体对水相合成聚丙烯腈及其湿纺纤维结构与性能的影响

水相自由基聚合具有快速、高效的特点,是开发大规模、低成本的聚丙烯腈(PAN)基碳纤维原丝生产技术的首选工艺。本文采用该工艺制备了丙烯腈-衣康酸(P(AN-IA))和丙烯腈-醋酸乙烯酯(P(AN-VAc))两种共聚物,再经溶解和湿法纺丝将其制成纤维。采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、旋转流变仪、旋转粘度计、X-射线衍射仪(XRD)和差式扫描量热/热重同步分析仪(DSG/TG)对比研究了两种共聚单体对水相合成PAN聚合物及其湿纺纤维结构与性能的影响。结果表明,与醋酸乙烯酯(VAc)相比,衣康酸(IA)降低了PAN聚合物的颗粒团聚程度和溶液粘度,显著提高了PAN纤维的截面圆整度和结构致密性,大幅降低了热稳定化反应起始温度、提高了热稳定性。这主要归因于IA的两个羧基基团。其改善了PAN聚合物的亲水性,使凝固过程更加缓和;减弱了氰基间的作用力,提高PAN分子链的运动性;能够诱导氰基在低温下发生环化反应。     

Wet Purification of Aligned Carbon Nanotube Arrays and Its Impact on the Morphology of the Carbon Nanotube Arrays

A simple acid treatment method was applied to remove the catalyst impurities and other residues contaminated in the vertically aligned carbon nanotube arrays. We demonstrated that acid treatment was an efficient approach for aligned carbon nanotube purification. Scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were used to characterize the morphology of the aligned carbon nanotube arrays and to determine the efficiency of the purification. Using hydrochloric acid could efficiently eliminate catalyst impurities and retain the original structures of the aligned carbon nanotube arrays. The method provided a simple, economical, and effective way to purify the aligned carbon nanotubes, and it would promote the applications of vertically aligned carbon nanotube arrays in electronic field.     

碳纳米管纤维的连续制备及高性能化

碳纳米管纤维是一种碳纳米管的宏观聚集体,是由碳纳米管及管束组装而成的连续纱线,具有高强、高韧、高导电等特性,在结构功能一体化复合材料、纤维状能源器件、人工肌肉以及轻质导电线缆等领域具有非常广泛的应用前景。经过近二十年的发展,碳纳米管纤维材料在连续制备技术、高性能化以及应用探索等方面相继取得了突破性的研究进展。本文总结了碳纳米管纤维材料的发展历程,对比介绍了碳纳米管纤维的不同连续制备与组装技术,重点讨论了碳纳米管纤维结构与性能之间的关联规律,并对目前碳纳米管纤维的高性能化方法进行了综述。在此基础上,对碳纳米管纤维材料的发展思路以及未来的应用方向进行了展望。     

Effects of Carbon Nanotube Paper Properties on Enzymatic Bioanodes

Carbon papers are frequent current collectors in fuel cells, but recently carbon nanotube papers have been introduced as new types of carbon paper. They have varying thickness, surface area, density, gas permeability, and conductivity. This paper studies the effect of these properties on electrochemical performance. Electropolymerizing methylene green on each carbon nanotube papers was performed to study the papers’ ability to oxidize NADH. Secondly, glucose bioanodes were formed with carbon nanotube papers to study glucose bioelectrocatalysis. The optimal carbon nanotube paper had a high surface area, low gas permeability, and low sheet resistance. Our results showed a greater than three‐fold increase in sensitivity over commercially available Toray carbon paper.     

Dispersant Effects on Single-Walled Carbon Nanotube Antibacterial Activity

There is significant interest in understanding whether nanomaterials with outstanding mechanical or electrical properties also possess antibacterial properties. However, assessment of antibacterial activity is a complex problem at the interface of chemistry and microbiology. Results can be affected by many factors including nanomaterial size, surface chemistry, concentration, and the dispersion media. The difficulty of dispersing nanomaterials such as single-walled carbon nanotubes (SWNTs) has resulted in many studies being conducted in the presence of dispersion aides which may themselves contribute to bacterial stress. The recent discovery that a standard microbial growth media, tryptic soy broth (TSB), is an effective SWNT dispersant provides a new opportunity to investigate the potential antibacterial activity of SWNTs using dispersants that range from antibacterial to growth-supporting. The five dispersants chosen for this work were Sodium dodecyl sulfate (SDS), pluronic, lysozyme, DNA, and tryptic soy broth. Staphylococcus aureus and Salmonella enterica were used as the model Gram-positive and Gram-negative bacteria. Activity was measured in terms of colony forming unit (CFU) and optical density measurements. None of the systems exhibited activity against Salmonella. SDS was fatal to Staph. aureus regardless of the presence of SWNTs. The activity of pluronic and lysozyme against Staph. aureus was enhanced by the presence of SWNTs. In contrast, the DNA and TSB dispersions did not have any activity regardless of the presence of SWNTs. These results highlight that the purported antibacterial activity of SWNTs may only be effective against bacteria that are sensitized by the dispersant and suggests the need for additional research on the mechanisms by which SWNT-dispersant interactions can result in antibacterial activity.     

碳纳米管含量对炭炭复合材料组织及力学性能的影响

炭纤维上原位合成了均匀生长且具有伸张形貌的碳纳米管,借助化学气相渗透制备了碳纳米管增强的炭炭复合材料,研究了不同含量的碳纳米管对炭炭复合材料组织和力学性能的影响。结果表明：炭纤维上生长碳纳米管改变了热解炭的沉积行为,诱导了各向同性热解炭的生成,且随着碳纳米管含量的增加,各向同性热解炭的厚度增加,但是复合材料的d002值却明显降低。微量的碳纳米管即可显著提高复合材料的力学强度,随着其含量的增加,复合材料的力学强度和模量迅速提高,但材料的断裂行为却急剧恶化,断裂模式由最初的假塑性断裂转变为脆性断裂。     

碳纳米管薄膜的制备及其在柔性电子器件中的应用

近年来,柔性电子器件的发展日新月异。以碳纳米管为代表的碳纳米材料,尤其是其组装成的宏观结构碳纳米管薄膜具有良好的柔性和优异的导电性,且具有化学稳定、热稳定、光学透明性等优点,在柔性电子领域展现了极大的应用潜力。本文简要综述了近年来碳纳米管薄膜在柔性电子器件领域的研究进展。首先详细介绍了碳纳米管薄膜的两类主要制备方法,分别为干法制备和湿法制备;继而介绍了碳纳米管薄膜在多种柔性电子器件的组装、性能与应用方面的最新研究进展;最后总结了碳纳米管薄膜基柔性电子领域的发展现状,并讨论了该领域所面临的挑战及其未来前景。