上海紫一試劑廠專注電池類新材料的開發(fā)

多壁碳納米管的處理及其與氧化硼的相互作用

碳納米管具有接近理想的一維納米空間,而開口的碳納米管中空管腔可做成納米試管、虹吸管、超級吸附劑、催化劑載體和儲能材料以及在中空的碳納米管內(nèi)填充外來物質(zhì)等。本文采用濃硝酸回流的方法和氣相氧化法對多壁碳納米管進行提純、開口研究,并利用得到的提純、開口的碳納米管在其中空管內(nèi)填充外來物質(zhì)氧化硼。 本文采用濃硝酸回流處理的方法,研究了不同的溫度和不同的處理時間下,對多壁碳納米管提純、開口過程的影響。分別對碳管處理前后的重量損失情況、開口率、長度變化、損壞狀態(tài),以及管壁壁厚等的變化和提純狀態(tài),進行了表征。確定了碳管在室溫和120℃時回流均能除去催化劑顆粒。在120℃回流處理的過程可以分為三個階段:第一階段碳管的初步提純階段(0~5h),主要特點是碳管重量損失較少,碳管的管壁完整光滑;第二階段碳管的開口階段(10~20h):特點是碳管重量損失速率較快,碳管的長度明顯縮短,碳管在管壁缺陷處遭氧化被切斷開口,開口率明顯提高,升至60%以上并保持這一量級;第三階段碳管的破壞階段(20~48h):特點是碳管的重量損失嚴重,處理后剩余不足50%,碳管的管壁遭破壞嚴重,開始模糊。第一階段處理后的碳管可以作為復合材料的增強體,第二階段處理后的碳管可以用來作為填充的材料,第三階段碳管被破壞嚴重。 氣相氧化法提純多壁碳納米管,分別采用了空氣和二氧化碳兩種氣氛來進行。通過此研究,可以確定原始碳管的組成包含兩類氧化性質(zhì)不同的碳物質(zhì):非晶碳和結(jié)構(gòu)不完整的碎短的碳管這一類易于氧化的物質(zhì);石墨顆粒和結(jié)果完整的碳管這一類難于氧化的物質(zhì)。通過氣相氧化法可以得出回流處理對多壁碳管結(jié)構(gòu)的影響:回流處理一方面除去易于氧化的碳雜質(zhì),促使碳管的穩(wěn)定性提高;另一方面,對碳管的管壁造成刻蝕,在表面形成缺陷,降低碳管的穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn),在回流處理的前兩個階段,前者的起主要作用,在第三個階段后者起主要作用。 本文利用回流處理得到的提純、開口碳管,在其管內(nèi)填充氧化硼進行了四種工藝的探索。分別是原始態(tài)碳管和氧化硼粉末在真空中600℃保溫填充;原始態(tài)碳管與氧化硼粉末在空氣中530℃保溫填充;回流處理過碳管與氧化硼粉末濕混或干混后,在真空中600℃保溫填充;回流處理過碳管與氧化硼濕混粉末在氬氣保護氣氛下460℃保溫填充。在前兩種的工藝填充時,

未來發(fā)展的方向—————柔性可穿戴電子材料
南京理工大學馮章啟帶頭發(fā)明了醫(yī)學方面的柔性傳感器，這項研究
成果發(fā)表在《美國化學學會·納米》刊物上，他們用一種柔性生物材料，研發(fā)出了僅有10%血管壁厚的柔性傳感器，可將其直接貼在病灶部位，通過體外設備對其進行精確的診斷，可詳細地記錄血壓的細微變化，已經(jīng)完成相關(guān)必要的臨床實驗，將會在幾年內(nèi)進行商業(yè)化。 
 

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