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《碳纳米管的分散方法与分散机理_武玺旺》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、16材料导报A:综述篇2011年5月(上)第25卷第5期*碳纳米管的分散方法与分散机理武玺旺,肖建中,夏风,胡永刚,彭周(华中科技大学材料学院模具国家重点实验室,武汉430074)摘要要发挥碳纳米管的优异性能,如何均匀分散碳纳米管是首先要解决的关键性问题。通过研究碳纳米管的团聚体形态,看出碳纳米管团聚体为一维纳米线团聚态,比普通颗粒粉体的零维团聚态更复杂。碳纳米管分散方法大体上分为物理法与化学法两大类,对比研究碳纳米管的各种分散方法,分析碳纳米管的分散机理,提出了均匀分散碳纳米管要满足3
2、个必要条件:打散碳纳米管团聚体、剪断长碳纳米管、保持碳纳米管分散状态。剪切挤出分散法可以较好地满足这3个条件,制备出均匀分散的碳纳米管复合粉体。关键词碳纳米管团聚体分散方法分散机理DispersionMethodsandDispersionMechanismofCarbonNanotubesWUXiwang,XIAOJianzhong,XIAFeng,HUYonggang,PENGZhou(StateKeyLaboratoryofMaterialProcessingandDie/MouldTe
3、chnology,MaterialScienceandTechnologyInstitute,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074)AbstractHowtodispersecarbonnanotubes(CNTs)homogeneouslyisacrucialproblem,todisplaytheexcellentpropertiesandmakewidespreaduseofCNTs.AgglomeratesofCNTswi
4、tcharemadeupofcrosslinkedonedimensionnanowire,aremorecomplexthannormalpowderagglomerates.Bycomparingsomekindsofdispersionmethods,dispersionmechanismofCNTsarediscussed.Then,threeessentialconditionsareproposedtodisperseCNTs:cuttingshortCNTs,breakingupa
5、gglomeratesofCNTsandholdingthedispersionstate.Shearextrudemethodcanideallysatisfythoseessentialconditions.Keywordscarbonnanotubes,agglomerate,dispersionmethods,dispersionmechanism[8-34]理等。本文观察了碳纳米管的团聚体形态,综述了碳纳0引言米管的各种分散方法,分析了碳纳米管的分散机理,提出了[1]1991年日本科学
6、家饭岛发现了碳纳米管。近20年均匀分散碳纳米管要满足的必要条件:打散碳纳米管团聚来,碳纳米管以其优异的性能得到科学工作者的广泛关注,体、剪断长碳纳米管、保持碳纳米管分散状态。形成了碳纳米管研究的热潮,关于碳纳米管的科学技术取得1碳纳米管团聚体形态了飞速发展。碳纳米管抗拉强度达50~200GPa,是最强的纤维;具有优异的轴向导电性,是很好的一维量子导线;轴向图1为多壁碳纳米管的SEM微观形貌,可以看到单根热交换性能很好,而径向热交换性能很差,是理想的各向异碳纳米管为纤维状一维纳米材料,长径比很大;同时碳
7、纳米性热导材料;中空结构,使其具有可观的储氢性能,也是理想管交结纠缠在一起,形成很大的团聚体。材料达到纳米尺度[2-6]的催化剂载体材料。碳纳米管的各种优异性能使其在超以后会表现出很多纳米尺寸效应,以零维的微观颗粒来级电容器、复合材料、电磁屏蔽材料、储氢材料、锂电子电池、讲,当颗粒尺寸达到纳米尺度以后,其团聚效应显著增加,团场发射、催化剂载体、新型电子探针、仿生肌肉、传感器等领聚体内颗粒的相互吸引力也显著增大,分散难度变大。单根域都有用武之地,具有巨大的应用前景。碳纳米管为一维纳米材料,必然同时表现
8、出纳米尺度的强团由于碳纳米管之间较大的范德华引力、巨大的比表面聚效应和纤维状一维材料的交结纠缠现象。两种效应综合积、非常高的长径比,一般情况下,碳纳米管以纠缠团聚体状在一起,碳纳米管团聚体更加牢固,均匀分散更加困难。[7]态存在。要发挥碳纳米管优异性能使其广泛应用,如何均2碳纳米管的分散方法匀分散碳纳米管是首先需要解决的关键性问题。目前,分散碳纳米管的方法有研磨与搅拌、高能球磨、超声波处理、强酸纳米粉体的分散方法主要包括物理分散法及化学分
