多壁碳纳米管接枝淀粉复合物的制备及其吸附性能的研究-有机化学专业论文.docx

摘要 碳纳米管自从被发现以来，由于其独特的结构(如高比表面积与螺旋结构)、 优异的性能(如电学、力学与光学)以及在材料领域的潜在应用，引起研究者广泛 的关注。然而，碳纳米管间较强的相互作用及不榕于任何溶剂，极大地制约了它 的应用。因此，对碳纳米管进行改性以提高其在溶剂及基材中的分散性，具有十 分重要的意义。 本文通过淀粉共价接枝在碳纳米管表面的方法制备了…种新型复合材料淀 粉接枝碳纳米管。通过红外光谱分析，证明了淀粉与碳纳米管之间通过共价键连 接。紫外光谱分析表明碳纳米管在 265nm 处出现吸收峰，且吸收峰的强度与碳 阳 纳米管的浓度成正比，满足 LambertBeer 定律。透射电子显微镜表明淀粉共价接 枝碳纳米管为核壳结构，碳纳米管被厚厚的一层聚合物链包裹。热失重分析为 碳纳米管表团接枝淀粉提供了定量的分析。这种共价接枝方法提高了碳纳米管与 淀粉两相之间的结合力，使碳纳米管在水中具有良好的分散性。 为了使碳纳米管应用于水处理领域，进一步制备了碳纳米管 /Fe304 复合材料， 使碳纳米管具有磁性，在实际应用中操作简便，大大节省了人力物力。透射电镜 和 x-射线分析结果表明:淀粉接枝碳纳米管上的 Fe304 晶体颗粒较小，分布均匀， 而酸化碳纳米管上的 Fe304 晶体颗粒较大，坐团簇状态。这可能与碳纳米管表面 的淀粉分子链有关。将碳纳米管lF e304 吸附剂用于吸附甲基橙、亚甲基蓝和重金 属离子 (C户、 Pb2+、Cu2+) 等实验，结果表明:碳纳米管的吸附能力明显提高， 并且淀粉功能化前后的碳纳米管对两种染料的吸附均可用准二级吸附动力学模 型加以描述。种种结果表明:碳纳米管接枝淀粉后相比于酸化碳纳米管明显提高 了其水溶性，且这种改性方法并未使碳纳米管受到严重破坏。 .. ‘. 关键词:碳纳米管淀粉共价接枝四氧化三铁吸附 ABSTRACT Since their discovery ，carbon nanotubes (CNTs) have attracted great attentions 、all over the world，due ωtheir intrinsicstructures (e品large aspect ratio and chirality)， outstanding properties (e.g.electrical ，mechanical ，optical properties) as well as their promise potential applications in the 盯ea of material chemistry. However，CNTs are n侃 solubilized in almost any solvents，which hinderes their applications. So it is veη 、 importantωfunctionalize 伽e carbon nanotubes in order ωimprove their dispersibility in solvents and matrics. In 由is pape民 a novel starch-grafted multiwalled carbon nanotubes (St-g- MWCNT) was prep町ed through covalently grafting a biocompatible polymer St onto 伽 surfaces of MWCNT. On the basis of Fourier transform in仕ared spectroscopy (FT-IR)，we can conclude that the St isωvalently grafted 00ω 由e MWCNT. U1trviolet-visible spectrosωpy (UV-vis) shows a sharp abso叩tion peak 副 about 265nm，which can be attributed to the characteristic absorption of MWCNT. Interestingly，the observed absorption peak in St-gMWCNT solution depends on the solution concentrations in a Iinear fashion，obeying 由e Lambert-Beers law. A core-shell nano