多壁碳納米管的功能化及應(yīng)用.pdf

1、碳納米管具有結(jié)構(gòu)獨特，機(jī)械性能好、電學(xué)性能優(yōu)良、化學(xué)穩(wěn)定性和高熱穩(wěn)定性高等眾多優(yōu)勢，已逐漸成為化學(xué)、材料和物理等領(lǐng)域中的研究重點。但是在溶劑中溶解度差、在聚合物中分散困難等缺點，限制了碳納米管的廣泛應(yīng)用。因此，通過表面功能化來提高碳納米管溶解性和分散性已經(jīng)成為了碳納米管走向?qū)嵱没年P(guān)鍵。
　　均相反應(yīng)體系中，均相催化劑具有高活性和高選擇性等優(yōu)點的同時，也存在不足，均相催化劑從反應(yīng)產(chǎn)物中的分離回收是很困難的。為了解決這個問題，通常用

2、到的方法是將催化劑負(fù)載在不溶于溶劑的固體載體，這種方法只需要簡單的過濾操作就能達(dá)到催化劑的回收和重復(fù)再利用的目的。而碳納米管經(jīng)過有機(jī)小分子功能化可以溶解在溶劑當(dāng)中，如果將均相催化劑負(fù)載到碳納米管(CNTs)表面，使其完全分散，它就能克服催化反應(yīng)過程中的傳質(zhì)阻力，進(jìn)行高效催化，并實現(xiàn)催化劑的回收再利用。本實驗中，將2，2，6，6-四甲基哌啶-N-氧自由基(TEMPO)接枝到經(jīng)過氧化的多壁碳納米管(MWNTs)表面，提高了其分散性能，并在A

3、nelli醇氧化催化體系中，探索了高分散性和低分散性的MWNTs-TEMPO對醇氧化反應(yīng)的催化活性差異，當(dāng)負(fù)載催化劑MWNTs-TEMPO幾乎完全分散時，其轉(zhuǎn)化率與與其均相催化活性相當(dāng)，而低分散時，其催化活性明顯降低。此外，高分散的MWNTs-TEMPO催化劑經(jīng)過6次循環(huán)催化，其催化活性保持不變。
　　高分子接枝作為碳納米管功能化的有效方法，不但可以增加碳納米管的溶解度，而且可以提高碳納米管在聚合物中的分散性和相容性?；诙趸?/p>

4、和環(huán)氧丙烷不朽聚合機(jī)理，在碳納米管表面首次成功的實現(xiàn)了表面引發(fā)二氧化碳和環(huán)氧丙烷交替共聚合，得到表面接枝聚碳酸丙烯酯的功能化多壁碳納米管。通過調(diào)整催化劑和環(huán)氧丙烷的進(jìn)樣比率可以控制碳納米管表面接枝的聚碳酸酯的含量和厚度。碳納米管的此種化學(xué)修飾方法最重要的特點是接枝率高，最高可達(dá)90％。實驗過程中，通過FTIR，1H NMR，13C NMR，SEM,TEM，和TGA等分析手段，對所得到的功能化碳納米管進(jìn)行了表征。此方法得到的表面接枝聚碳酸