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碳纳米管的改性与应用
高073 常艳霞 071525
[摘要]:20年来,Ts)作为纳米材料中最具潜力的材料,由于其独特的力学、电子特性及化学特性成为研究的热点。但是由于其本身结构的因素,限制它的应用范围。改性后的碳纳米管在生物复合材料和生物医药的研究中广为应用。
[关键词]: 碳纳米管;生物;表面改性;应用
[Abstact]:20 years, carbon nanotubes (CNTs) as the most promising nano-materials in the material, because of their unique mechanical, electronic properties and chemical properties of a hot topic. However, CNTs are not soluble anic solvents, the surface properties close to graphite, with C-H, C-C bond and other inert; and showed a chemical inert, thus limiting its application. The posite material of carbon nanotubes in biological and biomedical research is widely used.
[Key words]:Carbon nanotube;Biological;Surface Modification;Application
1引言
碳纳米管(carbon nanotubes, CNTs)是由Iiji-ma[1]于1991年首次发现结构类似石墨的六边形网格组成的管状物。它的结构类似于由碳原子形成的六边形网络片层所组成的管状中空的管体。它的管径一般在零点几到数十纳米之间,而长度可达数微米至数毫米,长度直径比非常大。这种特殊的结构赋予了它独特甚至可以说奇异的电、化学特性,惊人的刚度、强度和弹力。碳纳米管组合起来比同体积钢强度高100倍,重量却大约只有钢的1/6。碳纳米管又可分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。一般,~ nm,多壁碳纳米管的直径也不超过50 nm。
CNTs不溶于一般的有机溶剂,其表面特性接近石墨,含有C—H、C—C等惰性键;并且呈化学惰性,从而限制它的应用范围。目前制约碳纳米管的应用主要是其分散性以及与基体材料之间的相容性问题。碳纳米管表面缺陷少、缺乏活性基团,在各种溶剂中的溶解度都很低;另外,Ts容易形成团聚或者缠绕,严重影响了它的应用;Ts的表面惰性,与基体材料间的界面结合弱,Ts复合材料的研究。为解决上述问题,人们致力于碳纳米管的表面活化及分散的研究[2]。
2碳纳米管表面活性化处理
Ts表面进行改性[3],以增加其化学活性;Ts本身呈一种相互缠绕的状态,分散性不佳,表面处理可增加其分散性,从另一种角度增加其反应活性。Ts表面活性化处理大致可以分为共价修饰和非共价修饰两大类。
共价修饰

Ts进行表面改性共价修饰的氧化剂为硝酸、混酸(浓硫酸/硝酸)、中性双氧水、氢氧化钾、高锰酸钾、Fenton试剂