碳纳米管共价功能化

碳纳米管由于其独特的结构与优异的各项性能,在许多领域具有巨大的应用潜力,已引起了广泛的关注。由于碳纳米管不溶于水和有机溶剂,极大地制约了其性能应用,因此碳纳米管的功能化就成为目前研究的热点。本文侧重于碳纳米管的共价功能化,详细讨论了碳纳米管不同位置共价功能化的研究进展。     

共价功能化碳纳米管的应用研究进展

本文跟踪碳纳米管的功能化研究进展,对共价功能化碳纳米管在材料领域,如复合材料、催化剂载体、电子器件、光学材料、及生物医学中的应用进行了综述.     

碳纳米管的功能化及其电化学性能

超级电容器作为一种新型的储能元件,以其快速储存、释放能量等优点,近年来成为各国科研工作的研究重点和焦点[1￣3],并在数据记忆存储系统、便携式仪器设备、后备电源、通讯设备、计算机、燃料电池、电动车混合电源等许多领域都有广泛的应用前景[4]。目前,超级电容器用的电极材     

基于有机功能化碳纳米管的自组装

利用自组装的方法,实现碳纳米管的有序排列可以充分有效的促进碳纳米管在各个领域的应用。本文从自组装所依赖的驱动力着手,介绍了国内外近几年来基于功能化碳纳米管的自组装开展的研究工作及取得的成果,重点介绍了通过配位作用、静电力及氢键、亲水/疏水相互作用等实现的自组装。     

碳纳米管的快速功能化及电催化

将耐尔兰(Nile Blue, NB)分子修饰到碳纳米管(CNT)表面形成NB-CNT纳米复合体, 谱学结果表明, NB不仅能快速、高效地修饰到CNT表面, 而且还能有效地改善CNT在水溶液中的分散性能. 将NB-CNT修饰到玻碳(GC)电极表面制备了NB-CNT/GC电极, 循环伏安结果显示, 其伏安曲线上不仅表现出一对良好的、几乎对称的NB单体的氧化还原峰, 式量电位E⁰'几乎不随扫速而变化[其平均值为(－0.422±0.002) V (vs. SCE, 0.1 mol/L PBS, pH 7.0)]; 而且还显示出NB聚合体分子的氧化还原峰, E⁰'为－0.191 V (100 mV/s时). 进一步的实验结果表明, NB和CNT对NADH(即还原型β-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸, 又称还原型辅酶I)的电化学氧化具有协同催化作用, 能使其氧化过电位降低多于560 mV; NB-CNT/GC电极还能较好地响应脱氢酶催化底物氧化过程中体系内NADH浓度的变化. 本文对碳纳米管功能化方法具有简单快速、电极制作容易以及催化效率高等优点, NB-CNT/GC电极有望在制作脱氢酶传感器方面得到应用.     

功能化碳纳米管的电磁性能研究及进展

碳纳米管是最近发展起来的一种结构独特,性能优异的新材料,已成为当今物理、化学、材料等领域共同关注的课题.而碳纳米管的功能化更是为我们开辟了一个广阔的研究领域.本文总结了近十多年来功能化碳纳米管的研究进展,并侧重对功能化碳管的合成方法及电磁特性以及应用进行了评述.     

生物分子功能化碳纳米管

利用生物分子功能化碳纳米管,使其具备生物相容性和特殊的识别功能并引入生物体系是一项极具应用潜力的研究.如何利用不同种类的生物分子功能化碳纳米管则是该领域须解决的一个关键问题.本文综述了利用生物分子酶、蛋白质、氨基酸、肽螺旋、DNA功能化碳纳米管的最新研究进展,重点介绍了碳纳米管侧壁与端口的DNA功能化以及碳纳米管的DNA填充,并对DNA功能化碳纳米管在生物传感器、电化学检测及DNA操纵碳纳米管自组装方面的应用作了阐述.     

碳纳米管的聚合物功能化与结构控制:聚合物接枝碳纳米管

碳纳米管高分子化是发展高性能的聚合物基纳米功能材料的重要研究方向,本文从grafting-to和grafting-from两种方式对聚合物接枝碳纳米管的最新进展进行了系统综述。Grafting-to方法主要包括羧基衍生反应(酰化、酯化)、加成反应(大分子自由基加成、叠氮环加成)和硫醇偶联反应。Grafting-from方法包括普通自由基聚合、可控/活性自由基聚合、离子聚合、开环聚合和逐步聚合反应,其中碳纳米管表面引发活性自由基聚合进一步分为原子转移自由基聚合、氮氧稳定自由基聚合和可逆加成-断链转移聚合。此外,本文还简述了碳纳米管自身的聚合反应,并探讨了目前聚合物修饰碳纳米管所面临的问题和今后的发展方向。     

微波辅助有机过氧化物功能化修饰单壁碳纳米管

本文报道了微波辅助下,利用过氧化月桂酰分解得到的十一烷基,化学功能化修饰单壁碳纳米管。这种快速、高效的方法将反应时间缩短至10分钟,并得到了比传统回流方法具有更高接枝率的产物。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR),热失重分析(TGA),拉曼光谱,探究了不同的反应时间和微波功率对单壁碳纳米管的接枝率的影响。结果表明：过长的反应时间会导致部分的去功能化的发生,而过高的微波功率(大于900瓦),则会将单壁碳纳米管上起初键连上的十一烷基剥落下来。分散性照片和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)照片显示出,功能化后的单壁碳纳米管与原始的碳管相比,在有机溶剂中的分散性有了明显的提高。     

L-酪氨酸功能化多壁碳纳米管的制备及表征

采用L-酪氨酸作为修饰剂，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酪氨酸是通过酰胺键共价键合的。其中，循环伏安实验中0．22V处羧基峰的消失与红外光谱中1717cm^-1处N-酰化氨基酸的-C=O峰相对应，2931和2860cm^-1处的-CH2-的伸缩振动峰的出现证明了产物的形成。     

碳纳米管在分析化学领域的研究进展

综述了碳纳米管自发现以来在分析化学领域中的一些研究成果，重点介绍了碳纳米管的制备、纯化、修饰以及作为一种新材料在分析化学中的应用前景。参考文献40篇。     

金属卟啉有机共价和非共价修饰多壁碳纳米管

合成了5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉锌配合物, 与活化的多壁碳纳米管(MWNT)发生酯化反应, 从而得到金属卟啉有机共价化学修饰的多壁碳纳米管复合物; 利用金属卟啉环上的π电子与多壁碳纳米管管壁上的π电子通过π-π堆积效应, 得到金属卟啉有机非共价修饰的多壁碳纳米管复合物. 通过透射电镜(TEM)考察了金属卟啉-多壁碳纳米管复合物的形貌特征; 通过红外光谱对产物的化学结构进行了表征; 通过紫外光谱、荧光光谱和热失重分析(TGA)对比分析了两类复合物, 发现非共价修饰的金属卟啉-碳纳米管复合物的荧光淬灭率更高, 非共价修饰的金属卟啉-碳纳米管复合物中卟啉的含量比较高.     

金属卟啉化学共价和非共价修饰多壁碳纳米管

合成了5-(4-羟基苯基)-10,15,20-三苯基卟啉锌配合物,与活化的多壁碳纳米管(MWNT)发生酯化反应,从而得到金属卟啉有机共价化学修饰的多壁碳纳米管复合物;利用金属卟啉环上的π电子与多壁碳纳米管管壁上的π电子通过π-π堆积效应,得到金属卟啉有机非共价修饰的多壁碳纳米管复合物.通过透射电镜(TEM)考察了金属卟啉-多壁碳纳米管复合物的形貌特征;通过红外光谱对产物的化学结构进行了表征;通过紫外光谱、荧光光谱和热失重分析(TGA)对比分析了两类复合物,发现非共价修饰的金属卟啉-碳纳米管复合物的荧光淬灭率更高,非共价修饰的金属卟啉-碳纳米管复合物中卟啉的含量比较高.     

碳纳米管/高分子复合导电材料的研究进展

从碳纳米管的电性质出发,对以它为填料的导电性复合材料的制备方法和研究进展进行了综述,同时简单介绍了导电性复合材料电性质转变现象的理论分析模型,最后对碳纳米管/高分子复合导电材料的研究前景作了一定探讨。     

碳纳米管修饰电极在生命电分析化学中的应用进展

本文综述了近年来碳纳米管修饰电极在生命电分析化学中的应用进展,主要包括在神经递质、蛋白质、核酸以及其它与生命相关的小分子上的电化学研究,并展望了其应用前景。     

Covalent Functionalization of Carbon Nanotube by Tetrasubtituted Amino Manganese Phthalocyanine

The multiwall carbon nanotube (MWCNT) bonded to 2, 9, 16, 23-tetraamino manganese phthalocyanine (TAMnPc) was obtained by covalent functionalization, and its chemical structure was characterized by TEM. The photoconductivity of single-layered photoreceptors, where MWCNT bonded by TAMnPc (MWCNT-b-TAMnPc) served as the charge generation material(CGM), was also studied.     

Noncovalent Functionalization of Single-Walled Carbon Nanotube by Porphyrin: Dispersion of Carbon Nanotubes in Water and Formation of Self-Assembly Donor-Acceptor Nanoensemble

A water-soluble nanoensemble of porphyrin and single-walled carbon nanotubes (SWNTs) was fabricated via electrostatic attraction. The formation of this supramolecular complex was monitored by UV-vis spectra and fluorescence spectra. The donor-acceptor properties of this nanoensemble were characterized by I–V performance of relative photovoltaic device fabricated by layer-by-layer (LBL) technique.     

氨基吡啶修饰碳纳米管的制备及其与辣根过氧化酶的相互作用

用重铬酸钾氧化法获得了表面羧基化的碳纳米管(MWCNT-COOH), 进一步通过酰胺化反应合成了2-氨基吡啶修饰的碳纳米管(MWCNT-AP). 利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、核磁共振氢谱(¹H NMR)、X射线光电子能谱(XPS)等对合成的碳纳米管进行了表征. 透射电镜(TEM)结果表明MWCNT-COOH在乙醇等极性溶剂中易于簇集, 而MWCNT-AP 溶液具有良好的分散性和稳定性. 辣根过氧化酶(HRP)可通过物理作用吸附于MWCNT-AP 和MWCNT-COOH表面, 负载量分别为187.5 和153.0 μg·mg^-1. HRP被吸附后, 其Soret 带明显红移, 说明HRP 与MWCNT-AP 或MWCNT-COOH 的结合位点位于血红素辅基的附近. 圆二色谱结果表明MWCNT-AP 对HRP的二级结构也有一定影响. 酶动力学实验结果表明MWCNT-AP 能有效地吸附HRP及其底物3,3',5,5'-四甲基联苯胺(TMB), 并使HRP的酶催化反应最大速率(V_max)显著提高.