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可溶性单壁碳纳米管的制备

作　者: 刘美玲
导　师: 张相育；廉永福
学　校: 黑龙江大学
专　业: 无机化学
关键词: 单壁碳纳米管纯化可见-近红外光谱萃取甲基三辛基氯化铵
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文利用电弧法合成了单壁碳纳米管（SWNTs）,其中TbNi₂为催化剂,FeS为助长剂。采用高温焙烧、温和氧化、高速离心的方法对SWNTs进行纯化,得到了纯度较高且联有羧基的SWNTs,利用SEM、IR、UV-vis-NIR对纯化样品进行了表征。并利用了纯化后的样品分别制备了水溶性和油溶性的SWNTs。通过羧基与氨基之间的缩合反应,将氨基磺酸铵按照共价键的方式联接到SWNTs上。经过氨基磺酸铵修饰的SWNTs在水中有比较大的溶解度,而且稳定性也有了很大的提高。与此同时,这种共价修饰对SWNTs本身的电子结构影响不大。通过离子缔合萃取法利用甲基三辛基氯化铵（TOMACl）将SWNTs萃取到有机溶剂中。含有羧基的SWNTs在碱性条件下与TOMACl的阳离子通过静电作用形成了离子对,使得SWNTs能够很好的溶于有机溶剂。利用近红外吸收光谱探索了SWNTs的离子缔合萃取影响因素。

全文目录

中文摘要  2-3
Abstract  3-7
第1章绪论  7-23
  1.1 引言  7
  1.2 SWNTs的结构  7-9
  1.3 SWNTs的主要性能  9-12
    1.3.1 电学性能  9-10
    1.3.2 力学性能  10-11
    1.3.3 热学性能  11
    1.3.4 光学性能  11-12
  1.4 SWNTs的制备  12-16
    1.4.1 电弧法  12-13
    1.4.2 化学气相沉积法  13-15
    1.4.3 激光蒸发法  15-16
  1.5 SWNTs的纯化  16-19
    1.5.1 物理法  16-17
    1.5.2 化学法  17-19
  1.6 SWNTs的修饰  19-22
    1.6.1 共价修饰  20-21
    1.6.2 非共价修饰  21-22
  1.7 课题来源及研究的主要内容  22-23
第2章实验试剂和仪器  23-27
  2.1 实验试剂  23-24
  2.2 实验仪器及设备  24-25
  2.3 表征方法  25-27
    2.3.1 傅立叶变换红外光谱  25
    2.3.2 拉曼光谱  25-26
    2.3.3 紫外-可见-近红外吸收光谱  26-27
第3章 SWNTS的合成、纯化和水溶性SWNTS的制备  27-39
  3.1 单壁碳纳米管的制备和纯化  27-28
    3.1.1 单壁碳纳米管的制备  27-28
    3.1.2 单壁碳纳米管的纯化  28
  3.2 氨基磺酸铵修饰的SWNTs  28-29
  3.3 结果与讨论  29-34
    3.3.1 SWNTs的SEM和近红外吸收光谱  29-31
    3.3.2 修饰前后SWNTs的拉曼光谱  31-32
    3.3.3 修饰前后SWNTs的近红外光谱  32-33
    3.3.4 修饰前后SWNTs的红外光谱  33-34
    3.3.5 修饰前后SWNTs的分散在水中的照片  34
  3.4 四氨合铜络离子修饰的SWNTs  34-35
  3.5 结果与讨论  35-38
    3.5.1 可见-近红外吸收光谱  35-36
    3.5.2 修饰前后SWNTs的拉曼光谱  36-37
    3.5.3 修饰前后SWNTs的分散在水中的照片  37-38
  3.6 本章小结  38-39
第4章油溶性SWNTS的制备  39-49
  4.1 引言  39
  4.2 甲基三辛基氯化铵的结构特点  39-40
  4.3 制备油溶性SWNTs  40-42
    4.3.1 制备油溶性SWNTs最佳条件探索  40-42
  4.4 结果与讨论  42-48
    4.4.1 近红外光谱的测定  42-46
    4.4.2 SEM的测定  46-47
    4.4.3 SWNTs分散到甲苯中的照片  47-48
  4.5 本章小结  48-49
结论  49-50
参考文献  50-58
致谢  58-59
攻读硕士学位期间发表的论文  59-60

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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