碳纳米管纱作为填料应用于硝基芳烃污水处理（英文）

碳纳米管纱(CNTY)因具有优异的力学强度、化学稳定性、热稳定性和高比表面积而成为去除废水中有机污染物的潜在材料。本文将CNTY用于含2,4-二硝基甲苯(DNT)的污水处理。CNTY对DNT的吸附能力与文献报道值作对比研究,同时探讨吸附动力学。采用SEM-EDX、HRTEM、Raman与XPS表征CNTY吸附DNT前后的尺寸、表面形貌及表面化学。结果表明,经CNTY对DNT污水处理后的水质达到实验室无离子水级纯度。CNTY对DNT吸附符合Freundlich吸附等温线,Freundlich参数由K/nF为55.0 mg/g(L/mg)1,指数1/n为0.737得到,表明其比活性炭吸附性弱,但更易再生。CNTY比活性炭的吸附性速率更快,遵循拟二级动力学模型。CNTY吸附DNT引起D、G常偏移,归因于CNTs与DNT间电子受体和供体效应。

热辐射对碳纳米管纱名义热导率的影响

碳纳米管纱是完全由碳纳米管构成的宏观材料,因其类似"气凝胶"的结构,具有较大的比表面积,相对于普通宏观材料,会有更多的热量通过表面热辐射耗散出去。本文详细地推导了电加热时,准一维热传播材料表面温度分布和热导率计算公式,并引入热辐射项对上述传热过程进行修正,获得表面真实温度分布,进而结合碳纳米管纱的物理性质,分析了测试样品长度对碳纳米管纱名义热导率(指测试获得的热导率)的影响。对于长度为5mm的碳纳米管纱测试样品,名义热导率约为真实热导率的4倍。

新型碳纳米管膜卷纱的力学及传感性能

为提高碳纳米管(CNT)膜卷纱传感性能,通过喷涂的方式制备聚(3,4-二氧乙撑噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)/CNT复合薄膜,采用自主搭建的加捻装置加捻制备宽度与捻度不同的12种PC(PEDOT:PSS/CNT)膜卷纱。通过直径与外观以及拉伸-电阻变化测试,研究分析PC膜卷纱的力学性能、传感性能及传感循环稳定性能,与CNT膜卷纱的性能进行对比分析。结果表明:在最优的测试参数下,PC膜卷纱的传感系数(GF值)为3.23,比相同参数下未复合PEDOT:PSS的CNT膜卷纱提高了412%。

取向碳纳米管纤维纱插层碳纤维/环氧树脂复合材料的层间性能及增韧机制

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)由于比强度高、比模量高等优异性能应用广泛,但受层状结构特性和环氧树脂本征脆性影响,其沿厚度方面的力学性能较差,在遭受面外冲击和面内压缩载荷下容易发生分层,进而降低复合材料强度,因此提高该复合材料的层间断裂韧性尤为重要。本文通过在复合材料层间区域引入高度取向的碳纳米管(CNT)纤维纱来提升其层间断裂韧性。为确保纤维纱被树脂充分浸润,首先将其浸泡于经丙酮稀释的环氧树脂溶液中,待丙酮挥发后,将之插层于自制碳纤维预浸料的层间区域,随后借助热压工艺固化成型。通过ASTM标准对增韧样品的I型和II型层间断裂韧性进行了评估,并结合横截面的光学显微观察和断裂面的扫描电镜分析,清晰地显示了裂纹的扩展路径,并揭示了CNT纤维纱的层间增韧机制。结果表明:CNT纤维纱增韧样品的I型和II型层间断裂韧性分别提高37.4%和41.8%。其增韧机制主要包括增韧树脂、加强碳纤维桥接及引发裂纹偏转等。

碳纳米管棉复合纱的电学及力学性能

为有效改善碳纳米管棉复合纱的耐用性能并实现碳纳米管棉复合纱的高效生产,采用一种简单浸渍烘干的方法来处理棉粗条,于环锭纺细纱机上制得碳纳米管棉复合纱,探讨了碳纳米管对复合纱的电学性能、力学性能及热学性能的影响。结果表明:碳纳米管不仅附着在棉纤维表面而且分布于纱体内的纤维与纤维之间;碳纳米管分散液的质量分数、纱线的细度和捻度均影响纱线的导电性能;碳纳米管在棉纤维表面的附着使得复合纱的强力提高且随着碳纳米管浓度的升高,复合纱强力增大;在8 V电压下,复合纱的温度可达52.6℃,碳纳米管与棉纤维的复合赋予了其优良的电热性能。