表面活性剂非共价功能化处理制备碳纳米管悬浊液

分别以十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基聚氧乙烯(23)醚、十六烷基三甲基溴化铵等表面活性剂为分散剂,水为溶剂,超声波作用下对硝酸纯化的碳纳米管进行非共价功能化处理,制备了初始浓度为2g/L的碳纳米管悬浊液,并对处理后的碳纳米管进行定性分析.结果表明,功能化处理后,表面活性剂吸附到碳纳米管表面,促进碳纳米管的分散.定量分析了碳纳米管悬浊液的浓度,并根据碳管浓度随时间的变化研究悬浊液的稳定性.结果表明,表面活性剂功能化处理所制碳纳米管悬浊液存放240h后趋于稳定,碳纳米管浓度不再下降,最终碳纳米管悬浊液浓度因所用表面活性剂不同而在1.68～1.84g/L范围内略有差异.

共价功能化碳纳米管的应用研究进展

本文跟踪碳纳米管的功能化研究进展,对共价功能化碳纳米管在材料领域,如复合材料、催化剂载体、电子器件、光学材料、及生物医学中的应用进行了综述.

非共价功能化石墨烯负载纳米铂的电催化氧还原

采用乙二醇微波辅助还原方法,制备了1,10-邻二氮杂菲非共价功能化石墨烯负载的铂纳米颗粒(Pt/Phen-G),并用SEM和XRD对其形貌和结构进行了表征.研究结果表明,铂颗粒均匀分散在1,10-邻二氮杂菲非共价修饰的石墨烯表面,粒径大约为2.3 nm,明显小于石墨烯上直接沉积的Pt纳米颗粒(Pt/G)的2.8 nm.硫酸中的循环伏安曲线也表明,Pt/Phen-G有更大的电化学活性表面积.用旋转圆盘电极对Pt/Phen-G和Pt/G电催化氧还原进行了测试,发现Pt/Phen-G催化氧还原的电位有所正移;在0.5 V(Vs.Ag/AgCl)电位下,当转速为1 225 r/min时,Pt/Phen-G的质量活性是Pt/G的1.4倍.

非共价功能化碳纳米角的研究进展

碳纳米角具有比表面积大、化学稳定性高、导电性和生物相容性优异等诸多优点,并且它独特的锥形形态使它具有很多独特的性质。但碳纳米角的sp2杂化结构表现出溶剂化惰性,在常见溶剂中的分散性较差,易聚集,这在一定程度上限制了碳纳米角的实际应用。综述了碳纳米角的性质和功能化方法,详细介绍了小分子的∏-∏堆积作用、大分子的缠绕和吸附作用、固定纳米粒和填充内部空间等CNHs功能化方法的研究现状和应用进展,同时提出了非共价功能化方法存在的不足和亟待解决的问题。

共价功能化氮化硼纳米片/低密度聚乙烯复合材料的制备及其力学性能

六方氮化硼纳米片(BNNSs)具有极大的比表面积与优异的物理机械性能,是一种理想的纳米填料。但由于BNNSs极易团聚,难以均匀地分散在高分子基体中,大大限制了其应用。共价功能化是目前解决团聚问题的主要方法,然而由于BNNSs表面化学惰性,使得对其进行共价功能化很困难。设计了一种通过非破坏性还原反应实现BNNSs共价功能化的新途径,首先通过萘钠还原体系使得BNNSs表面活化带负电随后与卤代烷烃反应,制备出了接枝率高、结构完整的共价功能化六方氮化硼纳米片(g-BNNSs)。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)和X射线光电子能谱(XPS)结果证实,烷基链成功地接枝到BNNSs上。TGA、透射电镜(TEM)分别对g-BNNSs的接枝率和结构完整性进行了表征。扫描电镜(SEM)观察到g-BNNSs在低密度聚乙烯(LDPE)中的分散性和相容性极佳。静态力学拉伸测试表明g-BNNSs在质量分数1.0%的低填充量下,LDPE的屈服强度、杨氏模量、断裂强度分别提高了149%,167%和119%。

共价功能化方法改善PS/MoS_(2)复合材料的性能

通过萘/钠和四氢呋喃形成的还原体系与溶剂超声剥离的二硫化钼(MoS_(2))纳米片进行反应,使其表面产生负电荷来进行十二烷基链的共价功能化,反应温和,接枝率高且形成了牢固的共价键合。功能化的MoS_(2)纳米片在聚苯乙烯(PS)基质中实现了良好的分散,随着其含量的增加,PS/MoS_(2)复合材料的机械性能和热性能明显提高。负载1%(质量分数)的功能化纳米片,复合材料的拉伸强度,杨氏模量和储能模量较纯样分别提高了67%,106.7%和59.8%,玻璃化转变温度从纯样的83.2℃提升到93.8℃。另外,PS/1.0%复合材料的焦炭收率达到2.7%,纯PS仅为0.1%。

碳纳米角的共价功能化研究进展

碳纳米角是一种新型的碳纳米材料,具有独特的锥形结构和优异的性能,在许多领域受到广泛关注。但实际上由于碳纳米角的高疏水性,限制了它的应用,因此可以通过化学功能化在碳纳米角上引入不同的功能基团,来增强碳纳米角在常见溶剂中的溶解性和可操作性。本文主要介绍了碳纳米角的共价功能化方法,及碳纳米角共价功能化在催化、电化学、生物传感、生物医学等研究领域中的应用。

共价功能化对单壁碳纳米管产生DNA损伤和活性氧的影响研究

以质粒DNA评价法表征了不同程度共价功能化单壁碳纳米管(SWNTs)的生物毒性,并在近红外-可见光光谱、拉曼光谱和活性氧(ROS)表征的基础上研究了共价功能化对其物理结构和化学活性的影响.结果表明,共价功能化增强了碳纳米管对质粒DNA的损伤程度,3种不同类型的碳纳米管对DNA损伤的强度为羧基功能化SWNTs(SWNT-COOH)>聚乙二醇功能化SWNTs(SWNT-PEG)>非共价功能化SWNTs(uSWNTs).随着共价功能化程度的加深,碳纳米管表面石墨晶格的sp2结构受损程度逐渐增高,以致使其反应活性增大.共价功能化后SWNTs可作为电子转移中间体将NADH中的电子转移至O2并生成ROS从而对DNA造成损伤.

苯环共价功能化碳纳米管电性理论研究

通过4种键连方式将苯环共价连接到超晶胞为1×1×3的锯齿型单壁碳纳米管CNT（8,0）上.在密度泛函理论基础上,通过Siesta软件计算苯环共价功能化碳纳米管的几何结构、能带结构、态密度和波函数,分析键连方式对碳纳米管电性的影响.结果表明苯环通过4种键连方式共价功能化的碳纳米管都是在Γ点具有直接带隙的半导体.其中直接键连和酰胺键连得到的苯环功能化碳纳米管在费米能级附近产生杂质带,比纯CNT带隙减小约0.4e V.而通过2个亚甲基键连和吡咯烷键连2种方式功能化的碳纳米管,其带隙仅比纯CNT带隙减小0.1～0.15e V.

石墨烯非共价键功能化及应用研究进展

为了扩展石墨烯的应用范围,克服石墨烯在溶液中难于溶解和难以分散等缺陷,石墨烯的表面功能化处理势在必行。而非共价键功能化由于对石墨烯结构的非破坏性可以更好地保持发挥石墨烯本身的优异性能而备受研究者的重视。本文重点综述了近年来石墨烯在非共价键功能化研究方面的进展,包括π-π相互作用、表面活性剂与石墨烯之间的疏水作用和氢键作用,并对非共价键功能化石墨烯在电极材料、电催化、场效应晶体管和透明导体方面的应用研究进行了简要的介绍。最后对石墨烯在非共价键功能化方面的发展前景进行了展望和预测。

离子液体在碳纳米管功能化及复合材料中的应用研究进展

离子液体具有低毒性、不易挥发、高的离子传导率、高的化学和热稳定性等特殊的性质,近几年在碳纳米管中的应用研究引起了广泛的关注。本文作者综述了离子液体近年来在碳纳米管的共价功能化、非共价功能化和聚合物复合材料中的应用研究进展,重点论述了其优势及展望。

氧化石墨烯的共价键功能化修饰研究进展

重点对利用亲核取代和缩合反应实现氧化石墨烯共价键功能化修饰的研究进展进行了综述，分析了各种共价键功能化修饰方法的运用，对氧化石墨烯在常用溶剂中的分散稳定性及其与聚合物基体相容性的促进作用。基于氧化石墨烯具有比石墨烯更易于进行共价键功能化修饰的优势，进一步论述了经共价键功能化修饰后的氧化石墨烯对聚氨酯和丙烯酸树脂等聚合物改性的效果，同时对功能化修饰氧化石墨烯在皮革涂饰剂改性中的应用前景进行了展望。

氧化石墨烯的共价键功能化修饰研究进展(续)

重点对利用亲核取代和缩合反应实现氧化石墨烯共价键功能化修饰的研究进展进行了综述，分析了各种共价键功能化修饰方法的运用，对氧化石墨烯在常用溶剂中的分散稳定性及其与聚合物基体相容性的促进作用。基于氧化石墨烯具有比石墨烯更易于进行共价键功能化修饰的优势，进一步论述了经共价键功能化修饰后的氧化石墨烯对聚氨酯和丙烯酸树脂等聚合物改性的效果，同时对功能化修饰氧化石墨烯在皮革涂饰剂改性中的应用前景进行了展望。

石墨烯的功能化研究进展

目前石墨烯的功能化研究成为了国内外的研究热点,综述了石墨烯的共价键功能化和非共价键功能化研究的最新进展和重要研究结果,并对石墨烯功能化的发展做了展望和预测。

碳纳米管功能化的途径、机理和表面特征

由碳纳米管的功能化有共价键和非共价键两种方法。共价键功能化的机理是通过氧化或还原反应在碳纳米管表面生成极性或反应性基团(表面基团化),继而通过化学反应使碳纳米管表面有机化或聚合物化。非共价键功能化的机理是基于碳纳米管表面的?体系和疏水性可与含?电子的芳烯化合物发生?-?相互作用或与含疏水链的表面活性剂发生物理吸附。本文综述碳纳米管功能化的研究进展,完善了Kim等提出的碳纳米管功能化表面的代数表示:表面基团化的为1G,表面有机化的为2G,表面聚合物化的为3G。

单壁碳纳米管的光解法功能化及其对分散性能的影响(英文)

将单壁碳纳米管分散到溶有光引发剂2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙醇的四氢呋喃溶液中,在紫外光辐照下,光引发剂裂解生成2-羟基异丙基自由基。通过自由基的偶合反应,2-羟基异丙基自由基偶合到碳纳米管表面。用UV-Vis光谱、FTIR、拉曼光谱、TGA-MS及HRTEM等表征方法,证实在单壁碳纳米管表面引入了羟基。UV-Vis光谱上范霍夫吸收峰的消失表明碳纳米管表面被功能化。羟基化的SWCNTs样品在FTIR光谱中出现的3420cm-1(O—H键)、2930和2859cm-1(烷基C—H键)峰进一步证实了碳纳米管的功能化。拉曼光谱显示,随着SWCNTs的功能化,其切向模式吸收带与杂碳原子吸收带的相对比值(IG/ID)下降。TGA-MS的m/z59峰(400℃)揭示了SWCNTs上存在着异丙醇基团。HRTEM和溶解数据表明,光解改性有助于碳纳米管管束间缠结的解开,进而提高了其在有机溶剂中的溶解性,并且在一定程度上保持了碳纳米管的结构。

功能化多壁碳纳米管的抗菌行为研究

分别以十二烷基苯磺酸钠、十八烷基三甲基溴化铵及两者的复配体系为分散剂对多壁碳纳米管进行非共价功能化处理,并考察了它们对多壁碳纳米管的分散能力。TG、FT-IR、UV-Vis吸收光谱和TEM分析结果表明,表面活性剂分子已成功吸附在多壁碳纳米管表面且复配体系对多壁碳纳米管的分散能力高于单一表面活性剂。另外,以金黄色葡萄球菌为实验菌种,通过考察功能化多壁碳纳米管悬浮液处理该菌2h后的光密度生长曲线和平板计数结果可知,复配体系功能化的多壁碳纳米管具有良好的抗菌活性。

石墨烯的功能化研究进展

摘要：本文综述述了石墨烯的共价键功能化和非共价键功能化以及石墨烯掺杂功能化领域的最新进展，最后对石墨烯功能化的发展趋势作了展望。

多巴胺对多壁碳纳米管侧壁的生物功能化及其聚(酰胺-酰亚胺)基复合材料的制备（英文）

采用微波辐射法,以多巴胺（Dop）为改性剂,多壁碳纳米（MWCNTs）管与多巴胺间形成共价键合的功能化。通过FT-IR、XRD、TGA、SEM和TEM对多巴胺功能化的MWCNT-Dop进行表征。MWCNTs得到高度功能化,可作为一种MWCNTs酚基化的有效方法。采用溶液共混工艺制备出MWCNT-Dop增强的聚（酰胺-酰亚胺）基复合材料。通过高能超声,MWCNT-Dop（0~15 wt%）分散于聚合物基体中。TGA结果表明,该复合材料具有良好的热稳定性。拉伸力学测试表明,随着MWCNT-Dop含量的增加,该复合材料的弹性模量增加。

非共价键修饰碳纳米管及其在电化学中的应用进展

本文跟踪碳纳米管非共价键功能化修饰的研究进展,对功能化碳纳米管在传感器领域中的应用进行了综述。