碳納米管與鹵代烷的功能化修飾.pdf

1、碳納米管獨特的結構使其具有特殊的電學光學性能和超強的力學性能，因而在電子器件、復合材料增強體、儲氫材料、生化傳感器、場發(fā)射器件等諸多領域顯示出良好的應用前景。但由于碳納米管難溶于水及普通的有機溶劑，且易發(fā)生團聚，導致對其性質的研究及應用都難以進行，因而采用化學修飾的方法來改善碳納米管的表面特性和分散性引起了科學家們廣泛的興趣。 本論文主要討論了在路易斯酸的催化作用下，碳納米管與多種鹵代烷(包括氯代烷、溴代烷和碘代烷)的親電加成反

2、應，通過對加熱條件、時間、溫度、催化劑等因素的改變來探索提高反應產(chǎn)率的最佳條件。 研究主要分為兩個階段，第一階段就是用普通的油浴或加熱套裝置對實驗的各種條件進行探討，實驗所需反應時間較長，部分試劑可得到較好結果，第二階段是通過微波加熱對反應進行各種探索，反應效果明顯比普通加熱更好，不但反應速率大大加快，而且接枝率也有所提高。實驗所得產(chǎn)物采用各種測試手段(IR、TG、Raman、UV、TEM、AFM)對其結構進行表征，同時在論文中

3、對表征結果進行分析，系統(tǒng)討論了實驗條件對反應的影響，特別是微波反應作為一種高效、環(huán)保的新型反應方法，進行了更全面的探索和討論，并將其與普通加熱方法進行了對比。通過所得測試結果發(fā)現(xiàn)：氯仿做為反應試劑延長微波加熱時間有利提高反應效果，改變催化劑劑量對反應沒有很大影響；1，1，2—三氯乙烷做為反應試劑延長反應時間并沒有提高反應效果，減少催化劑的比例則可以使反應更好的進行；1，1，2，2-四氯乙烷做為反應試劑反應時間適中30min左右會更好；溴

4、代正戊烷為反應試劑延長反應時間可以使其與SWNTs更充分地發(fā)生反應，催化劑用量減少有利于提高反應效果；二溴甲烷做為反應試劑回流時間對其與單壁碳納米管的反應關系不大，反應時間很短就可以充分發(fā)生反應，催化劑的用量比例對此反應也沒有很大影響。 綜合以上結論可推斷氯代烷、溴代烷和碘代烷與碳納米管的反應活性依次遞增，而且沸點回流和催化劑是提高反應效果的必需條件。修飾后的碳納米管分散性更好，表面所連上的烷基有效地提高其與聚丙烯等聚烯烴之間的