多壁碳纳米管的改性及其复合材料的制备.pdf

第4O卷第1期广州化工Vo1．40No．1
2012年1月GuangzhouChemicalIndustryJanuary．2012

多壁碳纳米管的改性及其复合材料的制备

许永

(安徽理工大学材料科学与工程学院，安徽淮南232001)

摘要：用HSO／HNO，(体积比3：1)对碳纳米管进行改性，结果研究表明：与原始碳纳米管相比，改性后的多壁碳纳米管的
自身的分散性非常好，表面带有了更多的一OH和一COOH等官能团，碳纳米管在空气中的热稳定性明显下降，而且在碳酸氢铵与氨
水和少量SDBS的混合溶液中分散稳定性更好。然后采用原位聚合的方法制备了多壁碳纳米管／碳酸铝铵复合材料，复合粉体的
TEM和XRD表明改性后的多壁碳纳米管可以在碳酸铝铵粉体中进行良好的分散。
关键词：多壁碳纳米管；改性；HNO／H：SO；氧化铝前躯体
中图分类号：0646文献标识码：A文章编号：1001—9677(2012)01—000~3—04

ModificationofMultiwallCarbonNanotubesandPreparationofMultiwall
CarbonNanotubes／AluminaPrecursorComposites

XUyD
(InstituteofMaterialScience&Engineering，AnhuiUniversityofScience&Technology，
AnHuiHuainan232001，China)

Abstract：AmixtureofconcentratedHN0，／H，SOd(3：1byvolume)wasusedtomodifythemuhi—walledcarbon
nanotubes(MWCNTs)．TheresuhsindicatedthatcomparedwithrawMWCNTs。themodifiedMWCNTswerewelldis．
persed，thereweremore一0Hand—COOHfunctionalgroupsonthesurfaceoftheMWCNTs．thethermalstabilityof
MWCNTsdecreasedlargelyintheair．andthemodifiedMWCNTscandisperseuniformlyinamixtureofsaturatedaque．
OUSsolutionofNH4HCO3，NH3·H2OandlittleSDBSsolution．Afterthat，in—situcoatingprocesswasusedtoprepare
MWCNTs／alnminaprecursorcomposites．TheTEMandXRDofthecompositespowdersindicatedthattheMWCNTscan
dispersewellinthealuminaprecursorpowders．
Keywords：multi—walledcarbonnanotubes；modified；HNO3／H2S04；aluminaprecursor

自从1991年Iijima发现碳纳米管以来⋯，由于碳纳米管具合材料。
有很好的力学性能，电学性能，引起了相当广泛的关注，然而由
于碳纳米管之间的范德华力很大，所以碳纳米管自身会团聚，使1实验
它难以很好的分散在基体当中，因此解决碳纳米管的分散问题，
1．1实验原料
和对碳纳米管进行改性引起了很大的关注。
有很多的方法可以使碳纳米管在溶液中很好的分散，但是多壁碳纳米管：深圳纳米港有限公司以催化裂解法制备，样
液相氧化法是最好的一种方法，而且简单，容易实现。用品纯度I>95％，直径主要范围2O～40nm。长度为5～15m，比
H2SO／HNO。(体积比3：1)对碳纳米管进行改性，而且有实验表面积为40～300in／g，灰分≤0．2wt％，无定型碳<3％，还有很
证明，对于除去碳纳米管中的杂质，用混酸对碳纳米管进行处理少量金属催化剂铁、镍等杂质。
比用浓硝酸更有效，这种方法会对碳纳米管表面进行改性，无水乙醇(分析纯)，无锡市亚盛化工有限公司；浓HNO
尤其是在碳纳米管的管壁和端口，这些部位的改性可以使碳纳(65％一68％分析纯)，无锡市展望化工试剂有限公司；浓硫酸
米管在有机溶剂和乙醇中溶解。所以，希望用此方法制备碳纳(95％一98％分析纯)，宿州化学试剂有限公司；十二烷基苯磺酸
米管在基体中分散良好的复合材料。钠(分析纯)，国药集团化学试剂有限公司；十二水合硫酸铝铵(分
现在已经有很多关于碳纳米管复合材料的报道，但是大部析纯)，国药集团化学试剂有限公司；碳酸氢铵(分析纯)，天津市
分的研究人员都在研究碳纳米管／聚合物基复合材料和碳博迪化工有限公司；氨