氧化亞銅內(nèi)嵌碳納米管復(fù)合球的合成及光催化性能

日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所等研究單位用單層碳納米管（筒狀碳原子）與銅復(fù)合，制得密度小于銅、金的復(fù)合物。制取工藝：基板上的單層碳納米管在含銅離子的有機(jī)溶液中慢慢通過，再在與銅親和力強(qiáng)的水溶液中電鍍，這種復(fù)合材料每cm2可通入6億安培電流，電流容量為金和銅的100倍。

基于cds良好的光學(xué)性質(zhì)和單壁碳納米管(swcnt)優(yōu)異的電子學(xué)性質(zhì),制備了納米cds/swcnt復(fù)合材料和納米cds/聚乙烯亞胺(pei)功能化swcnt復(fù)合材料,并利用日光燈光源模擬太陽光研究了它們的光電性質(zhì).結(jié)果表明,納米cds/swcnt復(fù)合材料呈現(xiàn)顯著的負(fù)光電導(dǎo)現(xiàn)象,而納米cds/pei-swcnt復(fù)合材料呈現(xiàn)強(qiáng)烈的正光電導(dǎo)現(xiàn)象.用電子轉(zhuǎn)移理論對這一結(jié)果進(jìn)行了解釋.兩樣品在大角度彎折的情況下,光電性質(zhì)均基本沒有變化.因此,納米cds/碳納米管復(fù)合材料在光電領(lǐng)域,尤其是新興的柔性光電子學(xué)領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景.

制備了丙烯酸鋅樹脂,對無氧化亞銅自拋光防污涂料的配方及防污性能、電化學(xué)性能、配套性能等進(jìn)行了研究工作,表明該無氧化亞銅自拋光防污涂料具有良好的防污性能、底面漆配套性能等。

報道了在多壁碳納米管(mwnts)表面修飾聚丙烯酸(分子量為500~1000)作為親水層,改善納米管在水溶液中的溶解性,減少碳管自身團(tuán)聚,順利實現(xiàn)碳納米管表面化學(xué)鍍銅。同時也考察了溫度、時間、攪拌速度等因素對鍍層的影響,確定中性條件在碳納米管表面鍍銅的最佳條件。

將酸化處理以后的碳納米管(cnts)與高密度聚乙烯(hdpe)復(fù)合,采用機(jī)械共混法制備了定向cnts/hdpe復(fù)合材料,并對其力學(xué)性能、相態(tài)結(jié)構(gòu)、流變性能及熱性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:cnts的加入,提高了復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度和拉伸模量,但同時卻降低了材料的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率;cnts在hdpe基體中有了較好的分散性和相容性;cnts的加入對復(fù)合材料流變性能產(chǎn)生了較大的影響,加入少量的cnts可以使復(fù)合材料體系的表觀粘度降低,有利于hdpe加工性能的改善;cnts加入后,hdpe的熔融溫度和結(jié)晶熔融焓均有所下降。

采用原子轉(zhuǎn)移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳納米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此對聚丙烯(pp)進(jìn)行改性。紅外光譜(ft-ir)及透射電子顯微鏡(tem)測試結(jié)果表明,采用atrp法成功地將pba接枝到多壁碳納米管(mwnt)表面。對pp/mwnt復(fù)合材料電性能研究表明,mwnt-pba的添加比mwnt-cooh更能降低復(fù)合材料的電阻率。mwnt-pba的加入可使pp從絕緣材料轉(zhuǎn)變?yōu)榭轨o電材料。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的電性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明顯。

首先采用顆粒復(fù)合法(pcs,particlecompositesystem)對cu-碳納米管(cnt)粉末進(jìn)行表面改性處理,得到cnt鑲嵌或包覆于較軟微米cu顆粒表面的復(fù)合粉,其形貌近似球形,然后將復(fù)合粉通過sps燒結(jié)工藝制備成cu-2%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))cnt復(fù)合材料。通過硬度測試、密度測試、sem形貌觀察和能譜分析,研究了pcs處理時間對cu-2%cnt復(fù)合材料的組織和性能的影響并與普通混粉后的復(fù)合材料做了比較。結(jié)果表明,隨著pcs處理時間的延長,復(fù)合粉末粒徑不斷減小,在40min以后,隨時間的延長,粒徑基本保持不變。與純cu相比,經(jīng)pcs處理后制備的cu-2%cnt復(fù)合材料硬度有26%~34%的提高,與普通混粉24h相比提高了20%~26%;cnt在銅基體中呈連通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),復(fù)合材料的致密度達(dá)97%以上。

電子器件為了增加功能和縮小體積，不斷地往小型化發(fā)展。所用布線也越來越細(xì)。碳納米管就是適應(yīng)這種需要，將一層石墨的碳二維層，制成筒狀，成為直徑為數(shù)rim到數(shù)＋nm的圓筒狀碳材料。日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所山田健朗采用有機(jī)系銅鍍液，進(jìn)行電解鍍，使碳納米結(jié)構(gòu)體內(nèi)部析出銅核子，再在氫氣氛下還原處理，最后用水溶性鍍銅也進(jìn)行第二階段鍍銅，這樣就可以在碳納米管內(nèi)部以及碳納米管之間都鍍上銅，

通過水熱合成方法制備了釩酸鉍(bivo_4)和多壁碳納米管/釩酸鉍(mwcnts/bivo_4)復(fù)合材料,用xrd、sem-edx、drs等技術(shù)對所制備的材料進(jìn)行了表征。研究了在可見光照射下材料降解亞甲基藍(lán)溶液(mb)的光催化性能。當(dāng)摻雜mwcnts后,增強(qiáng)了樣品對可見光的吸收能力,減小了催化劑的帶隙寬度,有利于提高bivo4復(fù)合材料在可見光下的光催化活性。在可見光照射下降解亞甲基藍(lán)溶液的光催化實驗表明,質(zhì)量含量為10%mwcnts/bivo_4樣品的光催化活性最高,可見光照射3h對亞甲基藍(lán)溶液的降解率達(dá)91.8%,與純bivo_4相比,其光降解率約提高了近1倍。

碳納米管從物理和化學(xué)方面都具有獨特性，它的應(yīng)用范圍廣泛，從汽車防護(hù)零件到修飾電機(jī)，從氫氣的儲存到微波吸收等等，都得到了廣泛的應(yīng)用。所以碳納米管的發(fā)現(xiàn)是材料學(xué)，工程制備的一個優(yōu)秀成果。本文從碳納米管的發(fā)現(xiàn)，到對它的簡介，特性的應(yīng)用以及目前存在的一些亟需解決的問題進(jìn)行了闡述。并提出了對它未來發(fā)展的建議和展望。

采用原子轉(zhuǎn)移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳納米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此對聚丙烯(pp)進(jìn)行改性。紅外光譜(ft-ir)及透射電子顯微鏡(tem)測試結(jié)果表明,采用atrp法成功地將pba接枝到多壁碳納米管(mwnt)表面。采用熔融共混法制備了pp/mwnt復(fù)合材料,對其力學(xué)性能和耐熱性能進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,接枝聚合物的碳納米管提高了復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度,提高了pp的耐熱性。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明顯。

碳納米管是一種一材多能和一材多用的功能材料和結(jié)構(gòu)材料,尼龍/碳納米管復(fù)合材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、超強(qiáng)的力學(xué)性能和良好的導(dǎo)熱性,可望用于汽車、飛行器制造、電子機(jī)械等領(lǐng)域。對尼龍/碳納米管復(fù)合材料的制備方法、主要性能和應(yīng)用進(jìn)行綜述。

日本大阪大學(xué)與北海道大學(xué)共同研制成功碳納米管（cnt）均勻分散的純海棉鈦復(fù)合材料，在該材料中添加了0．35％（質(zhì)量）的cnt，從而制得了抗拉強(qiáng)度高達(dá)930mpa的復(fù)合材料。首先將cnt置入含有界面活性劑的水溶液中，采取超聲波振動攪拌并使cnt分散。海棉鈦粉經(jīng)過這種水溶液浸漬后取出，經(jīng)熱處理除去水分和界面活性劑后制成燒結(jié)體并擠壓成材。

采用電沉積法在鋁基體上制備了鎳一碳納米管復(fù)合鍍層，探討了鍍液中碳納米管含量、電流密度、攪拌速率、溫度、電鍍時間等因素對鍍層碳納米管含量和厚度的影響，得出制備鎳一碳納米管復(fù)合鍍層的適宜工藝條件為：碳納米管質(zhì)量濃度4g／l，電流密度8a／dm2，攪拌速率440r／min，溫度40℃，沉積時間40rain。采用掃描電鏡和x射線衍射儀對鍍層表面形貌和成分進(jìn)行分析，通過電化學(xué)測試比較了不同鍍層在不同腐蝕介質(zhì)中的耐腐蝕性。與純鎳鍍層相比，鎳一碳納米管復(fù)合鍍層的晶粒尺寸更小，表面更粗糙，耐腐蝕性更好。

采用溶膠-凝膠法制備了多壁碳納米管(mwcnts)負(fù)載的ito/mwcnts-tio2/ito復(fù)合器件,利用sem、xps、uv-vis光譜等技術(shù)對復(fù)合樣品進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)表征,以液相羅丹明b(rhb)的可見光光催化降解為探針反應(yīng),評價mwcnts-tio2復(fù)合薄膜的催化活性.xps結(jié)果表明mwcnts與tio2之間沒有形成ti-c鍵.i-v特性表明負(fù)載了mwcnts的ito/mwcnts-tio2/ito復(fù)合器件的光電流增強(qiáng).與空白tio2薄膜相比,mwcnts-tio2復(fù)合薄膜的可見光光催化降解rhb的速率提高了3.2倍.mwcnts并沒有摻雜到tio2晶格中,而是起到了類似光敏劑的作用,可在可見光激發(fā)下將導(dǎo)帶電子轉(zhuǎn)移到tio導(dǎo)帶上,經(jīng)一系列反應(yīng)降解rhb有機(jī)物.

在溶有單壁碳納米管(swnts)的苯胺溶液中,通過電化學(xué)共聚合法成功制備了單壁碳納米管(swnt)/聚苯胺(pani)復(fù)合膜.用電沉積法將鉑沉積到swnt/pani復(fù)合膜上.樣品的成分和形貌分別用xrd和sem表征.四探針和電化學(xué)交流阻抗的研究表明被pani包裹的swnts整齊地排列在復(fù)合膜中,從而提高了復(fù)合膜的電導(dǎo)率,促進(jìn)了電荷轉(zhuǎn)移.循環(huán)伏安(cv)說明pt修飾的swnt/pani復(fù)合膜對于甲醛氧化具有良好的電催化活性及穩(wěn)定性.研究結(jié)果表明swnt/pani復(fù)合膜是一種非常好的催化劑載體,有著廣泛的應(yīng)用前景.

以多壁碳納米管為填料,氟碳樹脂為成膜物質(zhì),采用機(jī)械共混法制備了一種具有自清潔性能的耐腐蝕涂料,利用電化學(xué)阻抗譜法測定了碳納米管的臨界濃度,研究了碳納米管的摻量對涂層自清潔性能、物理性能及耐化學(xué)品性能的影響。

將二硫代酯化合物作為raft(可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng))試劑,采用raft活性聚合方法在碳納米管表面接枝丙烯酸丁酯和馬來酸酐的共聚物,并制備了pc/碳納米管復(fù)合材料。利用ft-ir、tem表征接枝后的碳納米管,考察了碳納米管用量對pc/碳納米管復(fù)合材料的力學(xué)性能的影響,觀察了pc/碳納米管復(fù)合材料沖擊斷面形貌。結(jié)果表明,碳納米管表面接枝上了一層聚合物,pc/碳納米管復(fù)合材料的力學(xué)性能得到了改善。

文章主要綜述了碳納米管/聚氯乙烯復(fù)合材料的制備,并對此類復(fù)合材料的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。

碳納米管看及其產(chǎn)業(yè)化 姓名：劉佳班級：化學(xué)二班學(xué)號：2008600213 在1991年日本nec公司基礎(chǔ)研究實驗室的電子顯微鏡專家飯島 (iijima)在高分辨透射電子顯微鏡下檢驗石墨電弧設(shè)備中產(chǎn)生的球狀碳分 子時，意外發(fā)現(xiàn)了由管狀的同軸納米管組成的碳分子,這就是現(xiàn)在被稱作的 “carbonnanotube”，即碳納米管,又名巴基管。 1993年。s.iijima等和ds。bethune等同時報道了采用電弧法，在石 墨電極中添加一定的催化劑，可以得到僅僅具有一層管壁的碳納米管，即 單壁碳納米管產(chǎn)物。 1997年，ac.dillon等報道了單壁碳納米管的中空管可儲存和穩(wěn)定氫 分子，引起廣泛的關(guān)注。相關(guān)的實驗研究和理論計算也相繼展開。初步結(jié) 果表明：碳納米管自身重量輕，具有中空的結(jié)構(gòu)，可以作為儲存氫氣的優(yōu)

采用熔融混煉的方法制備聚丙烯/多壁碳納米管復(fù)合材料(pp/mwnts)。研究了復(fù)合材料的表面電阻率與mwnts含量的關(guān)系,結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著mwnts含量的不斷增加,復(fù)合材料的電阻率呈不斷下降趨勢,并發(fā)現(xiàn)mwnts含量為3%時為復(fù)合材料的導(dǎo)電閾值。又通過對試樣作透射電鏡觀察研究,從微觀角度分析了復(fù)合材料電性能變化的原因。

研究生課程考核試卷 （適用于課程論文、提交報告） 科目：納米材料與技術(shù)教師： 姓名：學(xué)號： 專業(yè)：類別：學(xué)術(shù) 上課時間：2014年9月至2014年12月 考生成績： 卷面成績平時成績課程綜合成績 閱卷評語： 閱卷教師(簽名) 重慶大學(xué)研究生院 碳納米管陶瓷基復(fù)合材料 學(xué)生： 學(xué)號： 專業(yè)： 重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 二o一四年十二月 i 摘要 碳納米管作為一種新型炭材料，由一層或者多層石墨片按照一定螺旋角卷曲 而成六邊形無縫結(jié)構(gòu)，具有獨特的納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)和物理化 學(xué)性能，在各個領(lǐng)域顯示出誘人的潛在應(yīng)用價值和前景，引起了科學(xué)界廣泛的研 究。碳納米管因其獨特的結(jié)構(gòu)而具有許多獨特的性能，除了在半導(dǎo)體器件、儲氫、 傳感器、吸附材料、電池電極、催化劑載體等領(lǐng)域具有非常廣闊和誘人的應(yīng)用前 景外,碳納米管在制備結(jié)構(gòu)、功能以及結(jié)構(gòu)/功能一體化復(fù)