碳纳米纤维分散性研究

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:warewell
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
碳纳米纤维(Carbon Nanofibers)的直径在10nm~500nm范围,长度为0.5μm~100μm,其直径是介于碳纳米管和碳纤维之间的准一维碳材料。碳纳米纤维除了具有碳纤微的低密度、高比模量、高比强度、高导电、热稳定性等特性,还具有长径比大、缺陷数量少、结构致密、比表面积大等优点。由于碳纳米纤维的高性价比优势,世界各国都正将其开发为高强度、高性能的新材料,有望被广泛用于交通、航空航天、医疗、能源存储等各大领域。  大规模应用碳纳米纤维需要把碳纳米纤维制备成各种宏观的功能材料或复合材料。而目前用的最多的就是把碳纳米纤维制备成纸张的形式。  把碳纳米纤维制备成纸张,相比于一般的造纸工艺来讲,具有两大挑战。第一个挑战:碳纳米纤维的长度在100微米范围内,因此一般的造纸工艺很难有效地收集碳纳米纤维然后制备成纸张;第二个挑战,碳纳米纤维之间有很强的范德瓦尔斯力,加之碳纳米纤维的碳-碳键以非极性共价键相连接,导致碳纤维表面活性基团少,不容易被水润湿,因此在水中易絮聚,分散性能差,很难制备成力学性质均匀的碳纳米纸。因此提高碳纳米纤维在水溶液中的分散性对碳纳米纤维纸的制造非常重要。而提高碳纳米纤维在水溶液中的分散,一种方法就是让碳纳米纤维吸附极性分子,让碳纳米纤维带上相同的电荷,然后利用静电相互作用,同性相斥的原理,再利用外力的作用,比如超声,使碳纳米纤维能够均匀地分散开。  本学位论文主要研究表面活性剂对水溶液碳纳米纤维的分散作用。本文首先研究了不同极性分子表面活性剂(十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十八醇等)对碳纳米纤维分散性的影响;并探索了不同表面改性、PH值等对碳纳米纤维在水溶液中分散性能的影响。本论文结合光学分析的方法,利用紫外可见分光光度计测试碳纳米纤维水溶液的光谱吸收,并分析了碳纳米纤维溶液的稳定性;再通过在碳纳米纤维溶液中加入不同表面活性剂后,测试溶液Zeta电位的变化,来进一步表征碳纳米纤维的分散性。光谱吸收测试和Zeta电位测试结果都表明表面活性剂能有效地促进碳纳米纤维的分散性。  本论文还通过Zeta电位的测试,计算出碳纳米纤维吸附的表面活性剂的分子数,以及所对应的双电荷层的面电荷密度。
其他文献
这篇论文主要通过实验和模拟研究了二维振动流化颗粒气体动力学。颗粒气体的一个主要特性是能量耗散,因此为了维持颗粒系统的稳态,需要不断的向系统注入能量以平衡能量的损耗。
石墨烯是单碳原子层的二维平面蜂窝状结构,自2010年获诺贝尔物理奖后便引起学术界的关注及研究热潮。石墨烯是最薄、最坚硬的纳米材料,导热系数高达5300 W/m·K,高于碳纳米管和
宇宙线的起源和传播是高能天体物理学中的重要问题之一。一般认为宇宙线起源于各种致密天体,携带着各种高能物理过程的丰富信息。  本论文介绍了宇宙线可能的起源和能谱特征
染料敏化太阳能电池(DSCs)与硅基太阳能电池相比,除了成本低廉,环境友好,还有非常重要的一点,是其易于柔性化,更易制备大面积的柔性电池模块。在目前的高效率的柔性染料敏化太阳能
该文利用一维化方法,在有效质量近似下,考虑阱中电子有效质量随空间位置的变化(SDEM效应),计算了加垂直磁场时有限深抛物阱(PQW)中类氢杂质基态和低激发态的束缚能.引入与方
集成分子与石墨烯来构造各种功能器件,以及利用分子聚合反应合成与石墨烯具有类似π-共轭电子结构的分子器件,是近期分子电子学领域研究的热点。然而人们对其中一些基础科学问
近年来,有机元素与非有机元素杂化的多孔结构(organic coordinationnetworks)引起了广泛关注。这种结构可以通过连接头(金属)与连接条(配合基)相互连接成键,从而制备成多孔晶体材料
自高温超导体YBCO被发现以来,随着超导性能不断改善和提高,它在诸多方面都有应用:如大家看不到的电压基准,科学仪器方面的电磁信号检测仪,超导磁悬浮列车、新式的超导船舶推
本文在二维空间上构建了一个准一维颗粒流体系,并通过加入随机力场、保守力场、颗粒膨胀度等手段来调控颗粒流的宏观特性。对于该颗粒流体系,利用二维空间上的软球分子动力学模
本论文的主要工作是利用高压原位电阻测量、高压原位磁测量并结合高压同步辐射原位X射线衍射和吸收等一系列高压技术研究压力下122型铁基超导体的性质以及压力下LaMnPO的绝缘