《碳纳米管与石墨烯》PPT课件

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1、碳纳米管与石墨烯的化学修饰8/26/20211主要内容1简介234碳纳米管石墨烯总结8/26/202121.简介化学修饰用吸附、涂敷、聚合、化学反应等方法把活性基团或催化物质等附着在电极表面，保护电极或改进电极特征功能的工艺过程。8/26/202131.简介碳纳米管（CarbonNanotube）：又称巴基管与石墨、金刚石一样,也是碳的同素异构体。无缝中空管状的碳分子，管上每个碳原子采取sp2杂化，相互之间碳-碳σ键结合起来，形成由六边形组成的蜂窝状结构作为碳纳米管的骨架。径向为纳米级，轴向为微米级。旋转的碳纳米管分子示意图：小圆球代表碳原子，它们之间的长条形连接物代表化学键。http:

2、//zh.wikipedia.org/wiki/%E7%A2%B3%E7%BA%B3%E7%B1%B3%E7%AE%A18/26/202141.简介长度：1～50μm直径：0.75～3nm长度：0.1～50μm直径：2～30nm层数：2～50层间距：0.34±0.01nm无论多壁管还是单壁管都具有很高的长径比，一般为100～1000，最高可达1000～10000，完全可以认为是一维分子。8/26/20215主要内容1简介234碳纳米管石墨烯总结8/26/20216优点：性能及应用碳纳米管制备缺点：化学修饰碳纳米管的进展碳纳米管8/26/20217性能8/26/20218应用8/26/20

3、219制备方法聂海瑜。碳纳米管的制备[J]，塑料工业。2004，32（10）：11。电弧法多壁CNTs单壁CNTs多壁CNTs单壁CNTs8/26/202110化学修饰化学修饰8/26/202111化学修饰A：氧化开管后修饰B：侧壁共价修饰C：侧壁非共价修饰D：包埋功能化E：内腔功能化Angew.Chem.Int.Ed.,2002,41,1853.8/26/202112化学修饰共价键修饰是在碳米管表面上共价地连接一些适宜的基团，使CNTs表面和聚合物之间产生化学键连接,以改善其溶解度。非共价键修饰利用有效的溶剂化作用和表面活性剂或天然生物大分子化合物包裹在碳纳米管外壁以增加其溶解性。8/

4、26/202113化学修饰表面活性剂GA由亲水性的极性基团和憎水性的非极性基团所构成。是一种高分子长链，混合物在两相界面间具有良好的吸附能力，且黏度较低，分子能定向地排列于任意两相之间的界面层中，使界面的不饱和力场得到某种程度的补偿，从而使界面张力降低。＊非共价修饰8/26/202114化学修饰改善多壁碳纳米管（WMCNTs）在水体系中的分散性，以阿拉伯胶（GA）为分散剂（SAA），采用SAA超声处理法对WMCNTs进行修饰。通过GA分子长链的包覆改善WMCNTs的亲水性和分散性，进而表现出对WMCNTs具有较好的分散稳定性。王保民等。碳纳米管的表面修饰及分散机理研究[J].中国矿业大学

5、学报.2012，41：758-7638/26/202115化学修饰⒈WMCNTs的表面与GA长链的吸附作用，GA长链平躺在WMCNTs表面，形成空间位阻层，分散性不好。⒉随着GA质量浓度的逐渐增加，其大量分子自动聚集于WMCNTs表面，形成胶束，亲水性最佳。⒊浓度继续增加，胶束之间的渗透压导致WMCNTs重新团聚。8/26/202116化学修饰＊共价修饰超支化聚合物具有三维球形的高度支化的分子结构，分子间不会发生交联。具有低粘度、高流变性、良好的溶解性，为提高CNTs的分散性提供了有利条件。8/26/202117化学修饰超支化聚合物修饰的CNTs具有核壳结构,分子的壳层高度支化,末端聚集

6、大量的活性官能团，粘度低、溶解性能好，分子之间无缠结，因此表现出许多线形聚合物修饰的所不具有的特殊性能，如良好的溶解性，低溶液粘度，高反应活性，并且可以通过封端反应加以改性。张梓军等.超支化聚合物修饰碳纳米管的研究进展[J].材料导报.2012，26：144-1488/26/202118化学修饰共价键修饰改性碳纳米管利用氧化剂（强酸）等对碳纳米管进行化学切割，可使CNTs开口并在其表面接枝上一定数量的活性基团（羧基、羟基）等，再通过活性基团与超支化大分子反应，从而实现的超支化共价修饰。8/26/202119进展检测血糖浓度的生物传感器，在玻碳电极表面形成碳纳米管/壳聚糖膜/空壳纳米钯均匀

7、致密稳定的修饰层,制备了用于测定葡萄糖的新型无酶传感器。该传感器可以快速地实现电极与葡萄糖之间的直接电子转移，有良好的稳定性。沈健,黄杉生.空壳纳米钯-碳纳米管修饰的无酶葡萄糖传感器的研究[J].2012，32:21-258/26/202120石墨烯？8/26/202121主要内容1简介234碳纳米管石墨烯总结8/26/202122石墨烯1.结构性质2.制备方法3.修饰改性4.应用举例8/26/202123CarbonNanotub