粉煤灰综合利用 FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION 2017N0.4 综述 表面活性剂应用于碳纳米管分散处理的研究现状 Review on the Dispersion of Carbon Nanotubes via the Surfactants Application for Stabilization 杨恒,刘小艳,张玉梅,梁涛,李田雨 (河海大学力学与材料学院,江苏南京210098) 摘要:由于碳纳米管(CNT)的强分子间作用力使得在水溶液和其他体系中确保其具有良好分散性一直是一个 挑战,致使CNT复合材料功能化和可靠性的进展要求探索出完善的处理工艺,以发挥其优异的机械、电学、磁学和 光学性能。而表面活性剂对CNTs结构的非共价化学修饰能确保处理后的CNT结构的完整性,从而成为广泛使用的 分散剂。本文综述了各种表面活性剂处理CNTs的应用研究,并分析了其分散机理,同时也总结了近来利用表面功能 化分散CNTs的一些双亲分散剂的应用研究。在此基础上给出表面活性剂应用于分散CNT的研究方向,并为今后的 研究提供一些建议。 关键词:碳纳米管;分散;表面活性剂;非共价修饰 分类号:TQ423.1文献标识码 文章编号:1005-8249(2017)04-0059-06 1991年,碳纳米管(CNTs)由日本科学家首次发 米管(MWCNTs )Cns侧壁的碳原子主要是以sp2 现,随后研究者不断拓展CNT的应用,近来,全 杂化方式与相邻的碳原子形成高度离域化的电子, 球每年超过几千吨的生产量可以反映出CNTs的巨大 导致CNT之间存在较强的范德华力,聚集成束而不 商业利益,其中最受瞩目的还是CNTs高性能复合材 易分散,从而制约CNT的应用5。如何均匀稳定 料随着CNTs的合成、纯化和化学改性的研究进展, 地分散CNT是亟需解决的关键性科学问题。 发展出诸如富电子膜和涂层等应用于不同品类的工商 另外,分散前是否对CNT表面进行改性也是研 业产品,其中包括电学器件6、石油化工7-8、储 究者考量的方面。目前常用的直接分散法有:高能球 氢材料(3、环境吸附处理及新兴生物传感器和仿 磨、机械搅拌、超声波振荡等一些物理方法61;而 生器件制备3.10最近在传统工艺产品中如陶瓷基 表面修饰方法主要应用化学处理,分为共价键修饰和 水泥基12.13和无机金属(金属氧化物)基等复 非共价键修饰。已有的报道中,以非共价键的方式 合材料引入CNTs用来加强材料相关性能的研究也逐 与CNTs表面结合的表面活性剂在CNTs分散处理中 渐引起了重视。 扮演重要角色,这种方法不会对CNTs本身的结构造 Nts是由单层或多层石墨片卷曲或嵌套组装成 成破坏,为保持CNTs优异的机械、电学、磁学和光 的无缝中空的纳米级同轴圆柱形管状材料,根据层 学的性能,大量研...
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