碳纳米管与二硫化钼粉末的改性与涂覆

摘要

继碳纳米管(CNTs)发现以来,其独特的准一维管状结构和优异的物理化学、机械性能就得到了人们广泛的关注和研究,随后Tenne等人又报道了具有类似层状结构的二硫化钼(MoS2)材料,两者在高强度材料、电子导线、储氢及电极材料等方面具有广泛的应用。值得注意的是碳纳米管大的比表面积和长径比使其极易缠结和团聚,二硫化钼粉末也存在比表面积大、润湿性差等不足,所以解决了两者在基体中的分散性和表面结合问题才能更有效的发挥两者各方面的优势。
　　实验采用液相氧化及表面改性法对多壁碳纳米管(MWCNTs)和二硫化钼(MoS2)粉末进行处理,通过改变氧化温度、时间及表面改性剂种类、改性方式得到了表面润湿性好、活性高的被包覆基体材料,并通过扫描电镜对其处理情况进行表征。实验采用体积比为3:1的硫酸与硝酸溶液对MWCNTs进行处理,结果表明氧化时间的延长对MWCNTs长度变短、端冒开口及表面官能团的生成都具有促进作用;采用聚乙二醇(PEG)、聚丙烯醇(PVA)、聚丙烯酸(PAA)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)等不同的改性剂及单一或复合的改性方式对MoS2进行分散,结果表明在PEG+PEG、PEG+SDBS、PAA+SDBS复合改性条件下得到的MoS2粉末分散性都很好。
　　利用热分解法成功制备了MoS2/CNTs的同轴纳米管以及Ag/MoS2的包覆粉体,通过(HR)TEM、XPS、XRD、Raman、FTIR、(FE)SEM等手段对产物进行了形貌结构表征及定性定量分析,得到了制备包覆材料的最佳改性工艺及煅烧参数。在一定的时间和浓度范围内,CNTs表面MoS2的层数随静置时间的延长而增加,随浓度的增加而变得均匀连续;在不同改性剂和改性方式下,得到的MoS2表面包覆的Ag的均匀性和致密性有一定的差异;包覆材料的结晶度与煅烧温度成正比,温度越高,结晶度越好,但要综合考虑实验中各项因素从而确定最优的煅烧工艺。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

致谢

目录

插图清单

表格清单

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 复合材料

1.3 增强材料简介

1.4 材料的表面改性

1.5 课题的意义及主要内容

第二章 实验原料、设备及表征方法介绍

2.1 实验所用原料及仪器设备

2.2 材料主要表征方法介绍

第三章 MoS2/MWCNTs同轴纳米管的制备与表征

3.1 碳纳米管的预处理及表征

3.2 同轴纳米管的制备

3.3 影响 MoS2/MWCNTs同轴纳米管的因素

3.4 MoS2/MWCNTs的结构表征

3.5 本章小结

第四章 二硫化钼表面的涂银研究

4.1 引言

4.2 二硫化钼的表面改性

4.3 银涂覆二硫化钼粉末(Ag/MoS2)的制备及表征

4.5 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

申请发明专利

特别声明