碳纳米管功能化的途径、机理和表面特征.pdf

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1、第43卷第8期当代化工Vo]．43．N0．82014年8月ContemporaryChemicalIndustryAugust，2014碳纳米管功能化的途径、机理和表面特征江盛玲，齐士成，员荣平，张孝阿，李娟3，吕亚非(1．碳纤维与功能高分子教育部重点实验室，北京化工大学，北京100029；2．北京化工大学高新技术研究院，北京100029；3盐城工学院材料工程学院，江苏盐城224300)摘要：由碳纳米管的功能化有共价键和非共价键两种方法。共价键功能化的机理是通过氧化或还原反应在碳纳米管表面生成极性或反应性基团(表面基团化)，继而通过化学反应使碳纳米管表面有机化或聚合物化。非共价键功能化的

2、机理是基于碳纳米管表面的体系和疏水性可与含7c电子的芳烯化合物发生一相互作用或与含疏水链的表面活性剂发生物理吸附。本文综述碳纳米管功能化的研究进展，完善了Kim等提出的碳纳米管功能化表面的代数表示：表面基团化的为1G，表面有机化的为2G，表面聚合物化的为3G。关键词：碳纳米管；共价键功能化；非共价键功能化；表面特征中图分类号：TQ127．1文献标识码：A文章编号：1671—0460(2014)08—1425—04Functi0nalizati0nApproaches．MechanismsandSurfaceFeatures0fFuncti0nalizedCarbonNanotubesJI

3、ANGSheng-ling，QIShi—chcng，YUNRong-ping，ZHANGXiao一以。，LIJuan，LVYa-fei(1．KeyLaboratoryofCarbonFiberandFunctionalPolymers，MinistryofEducation，BeijingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029，China；2．High-TechResearchInstitute，BeOingUniversityofChemicalTechnology,Beijing100029，China；3．CollegeofMate

4、rialsEngineering，YanchengInstituteofTechnology,JiangsuYancheng224300，China)Abstract：Twoapproachesforsurfacemodificationofcarbonnanotubes(CNT)arecovalentfunctionalizationandnon．covalentfunctionalization．ThemechanismofcovalentapproachiStoaRachthereactivegroupstotheSurfaceofCNTbyoxidativeorreducedre

5、actionsfirstly,thentransformingthegroupstoorganicmoieties，ortopolymericchainsbygraftingfromorclickreactions．Themechanismofnon．covalentfunctionalizationofcarbonnanotubesinvolvesthe丁【．丁【interactionsbetween丁c．systemofcarbonnanotubesand．containingorganicmoietiesorpolymersandadsorptionofsurfactantsons

6、urfaceofcarbonnanotubes．ThesurfacefeaturesoffunctionalizedcarbonnanotubessuggestedbyKimeta1．canbeexpressedasthesurfacecontainingreactivegroupsisthe1generationflG)，theattachmentoforganicmoietiesonCNTiS2Gandthesurfacelinkedwithpolymericchainsis3GKevwords：carbonnanotubes(CNT)：covalentfunctionalizati

7、on；non—covalentfunctionalization；surfacefeatures1991年Iijima发现了碳纳米管(CNT)。碳纳米化、还原等多种化学反应、单体接枝聚合和聚合物管包括单壁(MWCNT)和多壁碳纳米管(SWCNT)接枝反应以及点击化学反应；(2)非共价键功能化是第一个具有管状形态(1维)、直径为纳米尺度的包括兀一兀相互作用和物理吸附。碳材料(图1)⋯。碳纳米管具有优异电、光、磁等功能和极高力学性能，在