氨基化多壁碳纳米管的制备与表征.pdf

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1、第29卷第9期无机化学学报Vol_29No．92013年9月CHINESEJ0URNALOFIN0RGANICCHEMISTRY1825—1829氨基化多壁碳纳米管的制备与表征郭冰之l12赵芸-黎汉生1矫庆泽2(北京理工大学化工与环境学院，北京100081)(北京理工大学珠海学院，珠海519085)摘要：以多壁碳纳米管(MwNTs)为原料，经自由基反应，制备了氰基改性的多壁碳纳米管，然后采用AI—NiC12"6H：O—THF体系还原氰基得到了氨基化的碳纳米管。通过拉曼光谱仪、热重分析仪、X射线光电子能谱仪和透射电子显微镜对产物的结构与形貌进行了

2、表征。结果表明：氨基通过共价键枝接在MWNTs的表面，氨基化多壁碳纳米管每1000个表面碳原子中有17．1个转化为氨基；该反应条件温和，反应时间短，且不破坏MWNTs的结构。关键词：碳纳米管；功能化；氨基；A1一NiCI2．6H20一THF中图分类号：O621．25；TB383文献标识码：A文章编号：1001．4861(2013)09—1825．05DOI：10．3969~．issn．1001—4861．2013．00．194Preparationandcharacterizati0nofAmino-functionalizedMulti—wa

3、lledCarbonNanotubesGUOBing-Zhi’ZHAOYunLIHan—ShengJIAOQing—Ze’。(SchoolofChemicalEngtneeringandEnvironment，BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081，China)(~BeijingInstituteofTechnology,Zhuhai，Guangdong519085，China)Abstrac：Cyanofunctionalgroupswerecovalentlyattachedtothesurfa

4、ceofmulti．walledcarbonnanotubes(MWNTs)byfreeradicaladditionofAIBN，thenA1．NiC12·6H2O．THFsystemwasusedtoreducethecyanotoobtainamino．functionalizedcarbonnanotubes．Thestructureandmorphologyofamino—functionalizedMWNTswerecharacterizedbyRamanspectroscopy，thermalgravimetricanalysis

5、，X-rayphotoelectronspectroscopyandtransmissionelectronmicroscopy．TheresultsshowedthataminogroupwaslinkedtothesurfaceofMWNTsandapproximately17．1ofeveryl000carbonatomsonthesurfaceofMWNTsweregraftedtoaminogroups．Keywords：carbonnanotubes；fl】nctionalization；amino；A1一NiCI~‘6H2O—TH

6、F碳纳米管(CNTs1自1991年被发现以来．以其独散性l9l目前在CNTs表面引入氨基的方法通常采用特的结构和优异的物理化学性能．向人们展示了巨强氧化性的酸在其端口或缺陷处引入羧基或羟基等大的潜在应用和科学研究价值．引起了广泛的关活性基团．然后再酰氯化并进一步酰胺化或通过其注【但由于CNTs化学性质非常稳定．不溶于水和它反应产生氨基l8_12]．存在着步骤多．耗时长．对有机溶剂，且在溶液中易聚集成束，从而限制了它的CNTs的结构破坏较大且枝接量不易控制等缺点应用范围为充分发挥其优异性能。需要对CNTs进Deng[13】等利用偶氮二异丁腈(AI

7、BN)分解产生的行表面修饰．以提高其在水中和有机溶剂中的相容小分子自由基碎片功能化MWNTs．通过让得到的氰性和分散性【5-8l在CNTs表面引入氨基，可以改善其基化碳纳米管在碱性条件下水解．实现MWNTs的表面的亲水性和极性．进而改善其在聚合物中的分羧基化．FrancoisI141等通过热解水溶性偶氮引发剂收稿日期：2012—01—06。收修改稿日期：2013-3，12。国家自然科学基金fNo．21071017)资助项目。通讯联系人。Email：jiaoqz@bit．edu．cn，Tel：010—68918979第9期郭冰之等：氨基化多壁碳纳

8、米管的制备与表征腈自由基与MWNTs表面的缺陷反应，得到氰基改性的MWNT．AIBNA1．NiC1·6HO．THF是一个温和的中性还原体系。可以选择性