基本信息
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 制備碳納米管（Carbonnanotubes，CNTs）的方法有很多種，如電弧法、化學氣象沉積法（CVD法）等。由于制備過程中用到催化劑等，得到的CNTs含有催化劑等雜質，雜質的存在會嚴重影響其的性能，必須純化；純化后的CNTs往往是以束狀形態(tài)存在，實際應用中需要將其分散開來，以擴大其應用領域。
科學性、先進性及獨特之處
- 本作品采用強酸處理、高溫燒結、SDS與超聲分散相結合的純化方法，通過反復的對比控制實驗過程和環(huán)節(jié)，所制得的的碳納米管純度高、品質好、分散穩(wěn)定性好。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 純化度較高、分散較好的SCNTs可以應用于顯示器等電路制造方面，也可以采用噴涂、過濾等方法制備電路、器件等，對于單根較長的碳納米管可以用于制造高精度探針。
學術論文摘要
- 碳納米管中往往含有金屬催化劑顆粒和無定形碳等的雜質，本文采用了強酸處理法、熱處理加酸洗的方法對原始碳納米管進行純化處理，得到了純度高的碳納米管，并對其進行了分散，通過SEM、TGA、UV等方法對其進行了表征，進而得到了分散均勻、性能穩(wěn)定的碳納米管溶液。
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 無
參考文獻
- 1.Iijima S. Nature 1991, 354: 56 -58; 2.J. Phys. Chem. C 2009, 113,10044 - 10051; 3.楊志偉，劉寶春，袁婕，廣東化工，2008,第5卷，第35期; 4.楊占紅,李新海,李晶等.中南工業(yè)大學學報 1999 ,30 (4) :389 - 391; 5.M.F. Islam, E. Rojas, D.M. Bergey, et val, Nano Lett. 2003, 3, 26。
同類課題研究水平概述
- 碳納米管已在很多方面得到了應用，如：納米溫度計、新型儲氫材料、癌細胞的克星、納米秤等方面取得可喜的研究成果，碳納米管還用于掃描探針顯微鏡針尖、透射電子顯微鏡場發(fā)射電子槍、新型生化傳感器、防彈衣、高強度纖維以及超微型計算機晶體管等。研究人員還根據(jù)碳納米管在電場下的發(fā)光特性制備出新一代液晶顯示器，這種新型液晶顯示器具有低功能耗、低電壓、薄型化、平板化和能在惡劣條件下工作等優(yōu)點。 到目前為止，一些方法已被研究用于單壁碳納米管的純化。Bandow等利用基于過濾的方法純化單壁碳納米管，可獲得純度高于90%的單壁碳納米管，該法的優(yōu)點是對單壁碳納米管不產生破壞，存在的問題是要求所純化的樣品中單壁碳納米管的含量較高。Schlimov等利用結合超聲(2.5～6h)的過濾方法對單壁碳納米管進行純化，可獲得純度高于90%的單壁碳納米管，但長時間的超聲處理對單壁碳納米管會產生較大的切割作用。Shi等研究了利用空氣氣相氧化法純化單壁碳納米管，并通過熱重方法對單壁碳納米管的純度進行了研究，結果表明，該法可獲得純度高于90%的單壁碳納米管。但氣相法一個可能存在的問題是容易對單壁碳納米管也產生較大的氧化作用。 另外，Smalley 等還研究了在純化中利用C2H2F4 和 SF6的情況。液相氧化法純化單壁碳納米管近年來有一些研究。Zhang等研究了濃硫酸和濃硝酸(濃硫酸︰濃硝酸為3︰1)混合氧化純化單壁碳納米管，但研究結果顯示濃硫酸和濃硝酸的混合氧化會導致單壁碳納米管的嚴重破壞。 CNTs很多應用都需要將CNTs分散在溶液中形成均勻的懸浮液,才可以采用噴涂、過濾等方法制備電路、器件、氣體傳感器等。但是,由于碳納米管幾乎在所有溶液中分散性都很差,從而使其應用受到很大限制，一般可將CNTs分散于一些可溶線性高分子溶液中，如聚四乙烯吡啶、殼聚糖、Nafion等，聚乙烯醇是一種廉價、無毒、可溶且具有生物相容性的線性高分子聚合物；很多研究者目前采用SDS、NaDDBS、DNA等作為分散劑，取得了較好的分散效果。
