具有类液体行为的碳纳米管衍生物的制备、结构及其特性.pdf

摘要 本文采用离子型化学修饰法在羧酸化多壁碳纳米管表面引入有机长链分子 十八叔胺聚氧乙烯醚，制备出在无溶剂条件下具备类液体行为的多壁碳纳米管 衍生物，并讨论了氧化时间与类流体性能的关系。 1．通过辐照、混酸氧化和离子化修饰过程，我们成功制备了一类新碳纳米 管衍生物。根据测试分析表征了这种新型的多壁碳纳米管衍生物为一类具有两 亲性的类流体，在无溶剂状态下具有一定流体行为。 2．多壁碳纳米管类流体中的有机长链分子均匀的分布在碳纳米管的端口和 侧壁处，其中有机长链部分占碳纳米管流体总质量的76．3％，多壁碳纳米管占 总质量的21．9％。由于高含量的有机长链分子在碳纳米管问的润滑作用，使得 碳纳米管类流体的粘度随着温度的升高而减小。同时，此类流体还存在可逆的 固一液转变现象，熔融温度为4．516℃，凝固温度为．15．852℃． 3．对不同氧化时间的碳纳米管的研究发现，随着氧化时间的延长，多壁碳 纳米管的长度不断变短，由最初的几十微米减短至几十纳米，但碳纳米管壁的 结构也受到一定程度的破坏。同时，随着氧化时间的延长，多壁碳纳米管壁上 含氧官能团逐渐增多，其中羧基官能团所占原子百分比先增大后减小，羟基官 能团所占原子百分比不断减小，同时羰基官能团所占原子百分比不断增大。 4．对不同氧化时间的碳纳米管类流体的溶解性测试表明，多壁碳纳米管类 流体的溶解度不断增大，从3．17mg／ml增至4．58mg／ml。 5．对不同氧化时间的碳纳米管类流体的动态力学分析表明，氧化时间为 61,、lOh和14h的多壁碳纳米管类流体在测试温度范围内始终呈类液性(G”G’)。 而氧化18h后的多壁碳纳米管类流体在低温时(T56．7℃)呈现类固性(G|G”)， 在高温度时(T56．7℃)呈现类液性(G”G，。 6．随着氧化时间的延长，多壁碳纳米管表面活性官能团增多，引入的有机 柔性链段PEG含量的增加，多壁碳纳米管类流体的粘度对温度的敏感程度逐渐 减小．同时，在室温下随着多壁碳纳米管的长度逐渐减短，其相应的类流体的 粘度也逐渐减小。 关键词：多壁碳纳米管；十八叔胺聚氧乙烯醚；氧化；类流体；离子化修饰 ABSTRACT In carbon that this akindoffunctionalizednanotubes paper,wedeveloped in of or exhibit behaviortheabsencediluentssolvent．nle liquidlike liquidlike were a chainsPEG·substituted。 carbonnanotubes flexible synthesizedattaching by carbon wefurtherresearchedtheinfluenceof amineonto nanotubes．Then tertiary thetimeforoxidizedtothe of carbonnanotube． propertyI．iquidlike 1．We a kindofcarbonnanotubcderivatives new successfullysynthesized basedon included three—stepprocess，which aseriesoftes