氧化亚铜内嵌碳纳米管复合球的合成及光催化性能

日本产业技术综合研究所等研究单位用单层碳纳米管（筒状碳原子）与铜复合，制得密度小于铜、金的复合物。制取工艺：基板上的单层碳纳米管在含铜离子的有机溶液中慢慢通过，再在与铜亲和力强的水溶液中电镀，这种复合材料每cm2可通入6亿安培电流，电流容量为金和铜的100倍。

基于cds良好的光学性质和单壁碳纳米管(swcnt)优异的电子学性质,制备了纳米cds/swcnt复合材料和纳米cds/聚乙烯亚胺(pei)功能化swcnt复合材料,并利用日光灯光源模拟太阳光研究了它们的光电性质.结果表明,纳米cds/swcnt复合材料呈现显著的负光电导现象,而纳米cds/pei-swcnt复合材料呈现强烈的正光电导现象.用电子转移理论对这一结果进行了解释.两样品在大角度弯折的情况下,光电性质均基本没有变化.因此,纳米cds/碳纳米管复合材料在光电领域,尤其是新兴的柔性光电子学领域有着良好的应用前景.

制备了丙烯酸锌树脂,对无氧化亚铜自抛光防污涂料的配方及防污性能、电化学性能、配套性能等进行了研究工作,表明该无氧化亚铜自抛光防污涂料具有良好的防污性能、底面漆配套性能等。

报道了在多壁碳纳米管(mwnts)表面修饰聚丙烯酸(分子量为500~1000)作为亲水层,改善纳米管在水溶液中的溶解性,减少碳管自身团聚,顺利实现碳纳米管表面化学镀铜。同时也考察了温度、时间、搅拌速度等因素对镀层的影响,确定中性条件在碳纳米管表面镀铜的最佳条件。

将酸化处理以后的碳纳米管(cnts)与高密度聚乙烯(hdpe)复合,采用机械共混法制备了定向cnts/hdpe复合材料,并对其力学性能、相态结构、流变性能及热性能进行了研究。结果表明:cnts的加入,提高了复合材料的屈服强度和拉伸模量,但同时却降低了材料的断裂强度和断裂伸长率;cnts在hdpe基体中有了较好的分散性和相容性;cnts的加入对复合材料流变性能产生了较大的影响,加入少量的cnts可以使复合材料体系的表观粘度降低,有利于hdpe加工性能的改善;cnts加入后,hdpe的熔融温度和结晶熔融焓均有所下降。

采用原子转移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳纳米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此对聚丙烯(pp)进行改性。红外光谱(ft-ir)及透射电子显微镜(tem)测试结果表明,采用atrp法成功地将pba接枝到多壁碳纳米管(mwnt)表面。对pp/mwnt复合材料电性能研究表明,mwnt-pba的添加比mwnt-cooh更能降低复合材料的电阻率。mwnt-pba的加入可使pp从绝缘材料转变为抗静电材料。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的电性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明显。

首先采用颗粒复合法(pcs,particlecompositesystem)对cu-碳纳米管(cnt)粉末进行表面改性处理,得到cnt镶嵌或包覆于较软微米cu颗粒表面的复合粉,其形貌近似球形,然后将复合粉通过sps烧结工艺制备成cu-2%(质量分数)cnt复合材料。通过硬度测试、密度测试、sem形貌观察和能谱分析,研究了pcs处理时间对cu-2%cnt复合材料的组织和性能的影响并与普通混粉后的复合材料做了比较。结果表明,随着pcs处理时间的延长,复合粉末粒径不断减小,在40min以后,随时间的延长,粒径基本保持不变。与纯cu相比,经pcs处理后制备的cu-2%cnt复合材料硬度有26%~34%的提高,与普通混粉24h相比提高了20%~26%;cnt在铜基体中呈连通的网状结构,复合材料的致密度达97%以上。

电子器件为了增加功能和缩小体积，不断地往小型化发展。所用布线也越来越细。碳纳米管就是适应这种需要，将一层石墨的碳二维层，制成筒状，成为直径为数rim到数＋nm的圆筒状碳材料。日本产业技术综合研究所山田健朗采用有机系铜镀液，进行电解镀，使碳纳米结构体内部析出铜核子，再在氢气氛下还原处理，最后用水溶性镀铜也进行第二阶段镀铜，这样就可以在碳纳米管内部以及碳纳米管之间都镀上铜，

通过水热合成方法制备了钒酸铋(bivo_4)和多壁碳纳米管/钒酸铋(mwcnts/bivo_4)复合材料,用xrd、sem-edx、drs等技术对所制备的材料进行了表征。研究了在可见光照射下材料降解亚甲基蓝溶液(mb)的光催化性能。当掺杂mwcnts后,增强了样品对可见光的吸收能力,减小了催化剂的带隙宽度,有利于提高bivo4复合材料在可见光下的光催化活性。在可见光照射下降解亚甲基蓝溶液的光催化实验表明,质量含量为10%mwcnts/bivo_4样品的光催化活性最高,可见光照射3h对亚甲基蓝溶液的降解率达91.8%,与纯bivo_4相比,其光降解率约提高了近1倍。

碳纳米管从物理和化学方面都具有独特性，它的应用范围广泛，从汽车防护零件到修饰电机，从氢气的储存到微波吸收等等，都得到了广泛的应用。所以碳纳米管的发现是材料学，工程制备的一个优秀成果。本文从碳纳米管的发现，到对它的简介，特性的应用以及目前存在的一些亟需解决的问题进行了阐述。并提出了对它未来发展的建议和展望。

采用原子转移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳纳米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此对聚丙烯(pp)进行改性。红外光谱(ft-ir)及透射电子显微镜(tem)测试结果表明,采用atrp法成功地将pba接枝到多壁碳纳米管(mwnt)表面。采用熔融共混法制备了pp/mwnt复合材料,对其力学性能和耐热性能进行了研究,结果表明,接枝聚合物的碳纳米管提高了复合材料的拉伸强度和冲击强度,提高了pp的耐热性。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明显。

碳纳米管是一种一材多能和一材多用的功能材料和结构材料,尼龙/碳纳米管复合材料具有优异的导电性、超强的力学性能和良好的导热性,可望用于汽车、飞行器制造、电子机械等领域。对尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法、主要性能和应用进行综述。

日本大阪大学与北海道大学共同研制成功碳纳米管（cnt）均匀分散的纯海棉钛复合材料，在该材料中添加了0．35％（质量）的cnt，从而制得了抗拉强度高达930mpa的复合材料。首先将cnt置入含有界面活性剂的水溶液中，采取超声波振动搅拌并使cnt分散。海棉钛粉经过这种水溶液浸渍后取出，经热处理除去水分和界面活性剂后制成烧结体并挤压成材。

采用电沉积法在铝基体上制备了镍一碳纳米管复合镀层，探讨了镀液中碳纳米管含量、电流密度、搅拌速率、温度、电镀时间等因素对镀层碳纳米管含量和厚度的影响，得出制备镍一碳纳米管复合镀层的适宜工艺条件为：碳纳米管质量浓度4g／l，电流密度8a／dm2，搅拌速率440r／min，温度40℃，沉积时间40rain。采用扫描电镜和x射线衍射仪对镀层表面形貌和成分进行分析，通过电化学测试比较了不同镀层在不同腐蚀介质中的耐腐蚀性。与纯镍镀层相比，镍一碳纳米管复合镀层的晶粒尺寸更小，表面更粗糙，耐腐蚀性更好。

采用溶胶-凝胶法制备了多壁碳纳米管(mwcnts)负载的ito/mwcnts-tio2/ito复合器件,利用sem、xps、uv-vis光谱等技术对复合样品进行形貌和结构表征,以液相罗丹明b(rhb)的可见光光催化降解为探针反应,评价mwcnts-tio2复合薄膜的催化活性.xps结果表明mwcnts与tio2之间没有形成ti-c键.i-v特性表明负载了mwcnts的ito/mwcnts-tio2/ito复合器件的光电流增强.与空白tio2薄膜相比,mwcnts-tio2复合薄膜的可见光光催化降解rhb的速率提高了3.2倍.mwcnts并没有掺杂到tio2晶格中,而是起到了类似光敏剂的作用,可在可见光激发下将导带电子转移到tio导带上,经一系列反应降解rhb有机物.

在溶有单壁碳纳米管(swnts)的苯胺溶液中,通过电化学共聚合法成功制备了单壁碳纳米管(swnt)/聚苯胺(pani)复合膜.用电沉积法将铂沉积到swnt/pani复合膜上.样品的成分和形貌分别用xrd和sem表征.四探针和电化学交流阻抗的研究表明被pani包裹的swnts整齐地排列在复合膜中,从而提高了复合膜的电导率,促进了电荷转移.循环伏安(cv)说明pt修饰的swnt/pani复合膜对于甲醛氧化具有良好的电催化活性及稳定性.研究结果表明swnt/pani复合膜是一种非常好的催化剂载体,有着广泛的应用前景.

以多壁碳纳米管为填料,氟碳树脂为成膜物质,采用机械共混法制备了一种具有自清洁性能的耐腐蚀涂料,利用电化学阻抗谱法测定了碳纳米管的临界浓度,研究了碳纳米管的掺量对涂层自清洁性能、物理性能及耐化学品性能的影响。

用聚四氟乙烯对碳纳米管(cnts)进行氟化改性,制备了氟化碳纳米管(f-cnts),并采用超声分散法和模具浇注法制备了环氧树脂(ep)/f-cnts复合材料。采用红外光谱、x射线衍射对f-cnts进行了表征,并利用透射电子显微镜观察了f-cnts在丙酮中的分散情况。研究了不同含量的f-cnts对ep/f-cnts复合材料的冲击性能、弯曲性能的影响。结果表明,在cnts表面生成了c—f键,成功地制备了f-cnts,使cnts之间的缠结团聚现象得到明显改善,提高了cnts在有机溶剂中的分散性;当f-cnts含量为1.5%(质量分数,下同)时,材料的冲击强度和弯曲强度最高,分别为25.90kj/m2、128.3mpa。

将二硫代酯化合物作为raft(可逆加成-断裂链转移反应)试剂,采用raft活性聚合方法在碳纳米管表面接枝丙烯酸丁酯和马来酸酐的共聚物,并制备了pc/碳纳米管复合材料。利用ft-ir、tem表征接枝后的碳纳米管,考察了碳纳米管用量对pc/碳纳米管复合材料的力学性能的影响,观察了pc/碳纳米管复合材料冲击断面形貌。结果表明,碳纳米管表面接枝上了一层聚合物,pc/碳纳米管复合材料的力学性能得到了改善。

用球磨法制备了碳纳米管/cu复合材料粉末,采用扫描电镜(sem)对不同工艺制备的复合粉末进行研究。结果表明,采用两步实验,通过调节工艺参数,可以得到恰当长度的碳管,能够实现碳管在铜基体中的有效分散。

本文在羧基化碳纳米管和上制备了纳米银粒子,通过透射电子显微镜(tem)、抑菌圈实验测试方法对改性碳纳米管及制得的碳纳米管/纳米银复合材料进行了分析表征。并通过抑菌圈实验考察了复合材料在的抑菌性能。通过抑菌圈实验可以看出碳纳米管/纳米银复合材料有明显的杀菌功效。碳纳米管载银复合材料具有很高的稳定性和良好的抑菌性,如果将其加到涂料中,会在海洋防污领域得到很大应用。

文章阐述了通过溶液混合法制备多壁碳纳米管/聚氯乙烯复合材料,并对其性能进行了红外表征,表明制得的复合材料具有良好的性能。