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碳纳米管修饰，改性及运用前景浅谈
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１.碳纳米管是由片层的石墨卷成的无缝中空的纳米级同轴圆柱体,圆柱体两端各有一个由半个富勒烯球体分子形成的帽子,它的直径可从几个埃到几十个纳米,轴向长度却可达几微米或更长,纵横比在100～1000范围内。根据CNT中碳原子层数的不同,存在单壁碳纳米管和多壁碳纳米管两种形式。自1991年日本的Iijima教授首次发现以来,碳纳米管由于具有奇特的结构、机械、电化学性能以及在材料领域的巨大潜力而受到世界的广泛关注。 ２.碳纳米管修饰电极由于拥有碳纳米管的大比表面积、多孔性和粒子表面带有较多功能基团等特性,从而可对某些物质的电化学行为产生特有的催化效应。但由于碳纳米管的巨大分子量导致了其不可溶解性,这极大制约了它在制备电化学传感器方面的应用,所以,选择一种合适的分散剂来制备碳纳米管修饰电极是一项极富挑战性的研究课题,对拓宽碳纳米管的应用范围,丰富化学修饰电极的制备途径具有深远的意义。 ３.碳纳米管具有极高的强度、韧性、弹性模量及其纳米尺寸和极大的长径比,使其有望成为复合材料理想的增强体。同时,其优良的电导率、热导率、化学稳定性和热稳定性,也可能使复合材料多功能化。碳纳米管是一种新型的一维纳米材料,由于其独特的结构、力学性能和电性能,被认为是复合材料的理想添加相,碳纳米管与聚合物的复合可以实现组元材料的优势互补或加强,能经济有效地利用碳纳米管的独特性能。但是碳纳米管具有很高的表面自由能,处于热力学不稳定状态,易团聚,难分散,使得碳纳米管在复合材料中的应用受到一定的限制． ４.碳纳米管自从1991年被发现以来,由于其独特的管状结构和物理化学性质成为纳米领域研究的热点。碳纳米管的制备方法主要有石墨电弧法和催化裂解法,其他制备方法有热解聚合物法、等离子体溅射法等,随着碳纳米管合成技术和纯化研究的不断深入,碳纳米管的制备、表面改性和修饰技术成为研究的新方向。 ５.理想的碳纳米管的结构稳定、化学活性低,无论通过何种方法对碳纳米管进行表面修饰,其效果都取决于它表面的化学官能团的种类和数量。所以,研究碳纳米管的表面处理技术,产生和增加碳纳米管表面的化学官能团是十分重要的。浓硝酸处理是在碳纳米管上引入羧基等化学官能团的重要方法,硝酸的氧化作用可将其端头打开并引入多种活性基团,使碳纳米管的端头和管壁的缺陷处出现活性基团,进而可以在碳纳米管上做其他的修饰。 [ Last edited by berlin on 2006-12-7 at 10:49 ] |
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