碳纳米管的功能化研究进展.pdfVIP

第 33卷 分析化学 ( FENX I HUAXU E) 　评述与进展 第 2 期 　　　　　 　　　　　　 　　　　　　　 　　　　 2005年 2 月 Ch inese Jou rnal of A nalytical Chem istry 26 1～266 碳纳米管的功能化研究进展 肖素芳1, 2 　王宗花1, 2 　罗国安 1 1 ( ) 2 ( ) 清华大学化学系 , 北京 100084 　　 青岛大学化学系 , 青岛 26607 1 摘 　要 　综述了碳纳米管功能化的一些必威体育精装版研究进展 ,重点介绍了一些功能化方法 、功能化碳纳米管的性能 表征及应用前景 。文献 49篇 。 关键词 　碳纳米管 ,功能化 ,评述 1　引　　言 ( ) [ 1, 2 ] 碳纳米管 carbon nanotube, CN T 自问世以来 , 由于其独有的结构和奇特的物理 、化学特性 ,成 为世界范围内的研究热点之一 。其优良特性包括 :各向异性 、高的机械强度和弹性 、优 良的导热导电性 等 。随着 CN T的合成技术和纯化方法的不断完善 ,人们开始把注意力转向应用研究 ,进行了很多探索 。 碳纳米管独特的分子结构使它具有显著的电子特性 ,是构建下一代电子器件和网络颇具吸引力的材料 , [ 3, 4 ] [ 5, 6 ] [ 7 ] [ 8 ] 基于 CN T的器件包括 :单电子晶体管 、分子二极管 、存储元件 和逻辑门 等 ; CN T非凡的抗张 强度使其可用于制造 CN T加强纤维和用作聚合物添加剂 [ 9 ] ;在分析化学领域的应用包括制作各种特定 [ 10～13 ] ( ) 用途的生物 /化学传感器 及纳米探针 例如 ,用作原子力显微镜探针尖 ,在体检测的生物探针等 ; 高的比表面积和极强的吸附性可使碳纳米管作为储氢 、储能材料等等 。这一新型材料许多潜在的应用 还有待于人们继续发掘 。 CN T是成千上万个处于芳香不定域系统中的碳原子组成的大分子 ,几乎不溶于任何溶剂 ,且在溶 液中易聚集成束 ,妨碍了对其进行分子水平研究及操作应用 ,也难于将它纳入生物体系 ,大大限制了碳 ( ) 纳米管在各方面的应用 。如 : 1 更快更先进的应用是在电子线路的微型化方面 。当硅线路的尺寸接 近极限时 ,基于碳纳米管的分子电子特性 ,作为替代产品进行了研究 。虽然开发 CN T在电子 、机械器件 方面的新性能引起了广泛关注 ,但 CN T是极端疏水的 ,并形成不溶的集合体 ,很难组装成有用的结构 。 ( ) 2 针对 CN T每个分子单元 ,在不影响它们的固有电子结构的情况下 ,将其连接到一起的设计战略 , 引 起了广泛关注 。有效的方法之一是将金属或半导体纳米簇结合到 CN T上 。由于 CN T 的化学惰性 ,连 ( ) 接纳米簇之前要首先对其表面进行活化和分散 。 3 CN T用于制造加强纤维和用作聚合物添加剂时 , 有必要功能化 CN T来增加新的性能 ,因为制备 、处理或操作这种纳米工程组分或共聚物时 ,需要先分散