碳納米管功能化及其介電泳排列的研究.pdf

1、碳納米管(CNTs)因其獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的電學(xué)性能已成為物理、化學(xué)、材料及生物領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。但由于其在很多溶劑中極差的分散性且表面缺少官能團(tuán)限制了其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)碳納米管潛在的應(yīng)用，對(duì)碳納米管進(jìn)行化學(xué)功能化是極其重要的，官能團(tuán)的引入，如羧基和氨基基團(tuán)，不僅可以提升碳納米管在溶劑中的分散性，同時(shí)也有利于進(jìn)一步接枝其它化合物。另一方面，對(duì)于一些特殊的應(yīng)用，將碳納米管操控和定位到適當(dāng)?shù)奈恢檬欠浅Ｓ斜匾摹＝殡娪居糜诖笠?guī)模組裝

2、和操控碳納米管已被證實(shí)是一種非常有前途的技術(shù)。本論文針對(duì)該領(lǐng)域存在的一些基本問題，對(duì)碳納米管化學(xué)功能化和多功能化以及功能化后的碳納米管在溶劑中的分散性進(jìn)行了研究。使用介電泳技術(shù)，我們獲得了碳納米管網(wǎng)絡(luò)和碳納米管陣列。對(duì)不同實(shí)驗(yàn)參數(shù)對(duì)介電泳排布的結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了研究和討論。
　　通過結(jié)合混酸處理和重氮鹽化學(xué)，多壁碳納米管(MWCNTs)表面依次引進(jìn)了羧基官能團(tuán)和氨基官能團(tuán)，實(shí)現(xiàn)了碳納米管的多功能化。利用紅外光譜(FT-IR)，熱重分

3、析(TGA)，掃描電鏡(SEM)，拉曼光譜(Raman)和X射線能量色散譜分析(EDS)對(duì)多功能化的MWCNTs多功能化進(jìn)行表征。用乙二胺和乙酰氯對(duì)多功能化的MWCNTs進(jìn)行進(jìn)一步化學(xué)接枝。紅外光譜證實(shí)進(jìn)一步接枝反應(yīng)過程中有酰胺鍵形成，這表明多功能化的MWCNTs進(jìn)一步化學(xué)接枝成功。
　　利用介電泳技術(shù)在不同線寬間距的平行電極間組裝碳納米管網(wǎng)絡(luò)和碳納米管陣列。實(shí)驗(yàn)中我們使用介電泳技術(shù)對(duì)在N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中有良好分散性