氧化处理方法与多壁碳纳米管表面羧基含量的关系.PDFVIP

第 % 卷! 第 期 新! 型! 炭! 材! 料 J-+ %! 2-+ ! ! ##’ 年 ) 月 20 1D=;2 /3D@86 6KL+ ##’ 文章编号：! %##(!++(（##’）#!#’)!#, 氧化处理方法与多壁碳纳米管 表面羧基含量的关系 邱! 军，! 王国建，! 屈泽华，! 苌! 璐 （同济大学 材料科学与工程学院，上海! ###)） 摘! 要：! 从羧基定量化出发，采用红外光谱法、热重分析法和 .!射线光电子能谱法详尽研究了氧化处理方法与多 壁碳纳米管（/01234）上引入羧基量的关系。结果表明，硝酸氧化法、混酸氧化法和混酸与过氧化氢共同氧化法 均可以使 /01234 表面产生羧基。热重分析法和 .56 分析法可以定量分析 /01234 表面羧基的含量，并且分 析结果相近。.56 分析表明，+ $ #- 7 8 硝酸氧化 ,+ 9 可以使 /01234 表面产生摩尔分数为 ,+ +# : 的— 1;;， 而混酸（浓 与浓 体积比为 ）氧化 可产生摩尔分数为 的— ，如果进一步由质量分数 2; 6;, %- , 9 $+ $ : 1;; # : 的过氧化氢氧化 9，/01234 表面产生的— 1;; 摩尔分数提高到 (+ $$ : 。 关键词：! 多壁碳纳米管；表面修饰；羧基化；氧化处理 中图分类号：! 3= + 文献标识码：! %! 前言 关系，为生产成本较低的多壁碳纳米管的应用提供 实验基础和理论根据。 ［ ］ 碳纳米管（1234）自从 %))% 年被发现以来 % ， 一直受到化学、物理及材料科学领域研究者的青睐。 ! 实验部分 但由于碳纳米管极易团聚，在使用时不容易分散成 为实际应用的瓶颈。对碳纳米管进行表面化学修 !+ # 原料 饰，改善其表面性能是打开此瓶颈的有效途径［!$］。 采用的 /01234 由中国科学院成都有机化学 化学修饰法是使碳纳米管与改性剂之间进行化学反 研究所提供，气相沉积法制备，平均直径为 %# *# . 应，改变碳纳米管的表面结构和状态，从而达到改性 ，纯度大于 。浓 、浓 、过氧化 # *# )# : 2; 6;, 的目的。其中最常用的是强酸或混酸使碳纳米管表 氢均为分析纯。 面的缺陷氧化形成羧基，然后利用醇类或胺类化合 !+ !# /01234 的处理方法 物与之作用形成酯或酰胺［’!%］，从而改善碳纳米管 /01234 在超声协助下分别经过 + $ #- 7 8