基于碳点修饰构建智能响应性多壁碳纳米管复合材料
发布时间：2020-12-25 14:46
智能碳纳米管广泛应用于功能化纳米材料的机械、电气、电化学和热性能等领域,在制备结构、太阳能电池、燃料电池、超级电容器、药物输送、无损伤碳纳米管等方面具有重要意义。然而,非极性碳纳米管与极性智能聚合物之间缺乏反应位点,传统的非极性碳纳米管与极性智能聚合物的结合方法不仅复杂且具有破坏性。传统方法通常在碳纳米管中加入强氧化剂（如浓硝酸、浓硫酸）使碳纳米管表面与羧基或羟基基团等连接,或通过超声分散在丙酮、DMF和乙醇中引入反应位点。这种方法破坏了碳纳米管的表面结构和性能而且不具有普遍性,影响碳纳米管的潜在应用性能,限制了复合材料优异性能的利用。因此,寻找一种无损伤改性的非极性碳纳米管和极性智能聚合物是非常重要的。碳点又称碳量子点（Carbon dots,CDs）,作为一种典型的水溶性荧光纳米材料具有水溶性和荧光性。这两个属性来自碳点的两种官能团,水溶性来自极性官能团,荧光特性来自非极性官能团。也就是说,碳点既具有极性结构又具有非极性结构的碳材料,使碳纳米管的改性成为可能。由于碳点周围的高损伤结构,可以用于引入含氧官能团以进行非破坏性改性的修饰,使碳纳米管可以从疏水性变为亲水性。因此,碳点可以作...
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单壁碳纳米管（a）和多壁碳纳米管（b）的结构[15]
嚼嗖煌?淖榉窒嘧饔玫目赡苄浴Ｒ环矫妫?魑?疾牧希珻Ds可以通过π-π作用实现其与MWCNTs的有效结合且CDs的引入不会引入其他杂质。另一方面，结构中含有丰富的含氧官能团使其具有反应性且可以与极性智能高分子结合。换言之，CDs可以被视为一种纳米的补丁，是一个能实现MWCNTs与不同类型智能高分子连接的连接剂。与传统的方法相比较，这种基于CDs的修饰方法更为简单、有效。不仅可以有效避免对MWCNTs的表面破坏，较好的维持其固有的表面结构和性能，而且还具有一定的普适性，有望实现不同类型智能高分子在MWCNTs表面的负载。图2-1PNIPAm非共价修饰机理图
第2章碳点基温敏性多壁碳纳米管复合材料的制备及表征142.4.7MWCNTs-CDs-PNIPAm/GC和PNIPAm/GC修饰电极的制备分别取7μLMWCNTs-CDs-PNIPAm和PNIPAm水溶液滴涂到预处理好的电极表面，在电极上面罩一个干燥且干净的烧杯，室温下干燥24h，水份缓慢蒸发，在电极表面形成一层薄膜，即得到MWCNTs-CDs-PNIPAm/GC和PNIPAm/GC修饰电极。本实验均以5mMK3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6（1:1），0.5MKCl为支持电解质。采用三电极体系，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为辅助电极，MWCNTs-CDs-PNIPAm/GC和PNIPAm/GC修饰电极为工作电极。2.5结果与讨论2.5.1MWCNTs,MWCNTs-PNIPAm,PNIPAm和MWCNTs-CDs-PNIPAm分散在水中的数码照片图2-2MWCNTs（a）,MWCNTs-PNIPAm（b）,PNIPAm（c）和MWCNTs-CDs-PNIPAm（d）在20℃的水中的数码照片图2-2为MWCNTs（a）,MWCNTs-PNIPAm（b）,PNIPAm（c）和MWCNTs-CDs-PNIPAm（d）在20℃环境下的数码照片。由图2-2中的（a）可见，MWCNTs在水中团聚无法均匀分散，呈现疏水性。由图2-2中的（b）可见，MWCNTs在PNIPAm溶液中呈现疏水性且MWCNTs与PNIPAm明显分离，并没有与PNIPAm形成复合物。由图2-2中的（c）可见，PNIPAm在水溶液中可以均匀分散，呈透明状。由图2-2中的（d）可见，MWCNTs-CDs-PNIPAm可以很好的分散在水中，
【参考文献】：
期刊论文
[1]An Overview of Carbon Nanotubes and Graphene for Biosensing Applications[J]. Zanzan Zhu. Nano-Micro Letters. 2017(03)
[2]Biomedical Perspective of Electrochemical Nanobiosensor[J]. Priti Singh,Shailendra Kumar Pandey,Jyoti Singh,Sameer Srivastava,Sadhana Sachan,Sunil Kumar Singh. Nano-Micro Letters. 2016(03)
[3]碳点的制备与应用研究进展[J]. 王林鹏,马玉洁,周学华,刘云,武瑞东. 材料工程. 2015(05)
[4]碳量子点的合成、性质及其应用[J]. 李婷,唐吉龙,方芳,房丹,方铉,楚学影,李金华,王菲,王晓华,魏志鹏. 功能材料. 2015(09)
本文编号：2937856
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单壁碳纳米管（a）和多壁碳纳米管（b）的结构[15]
嚼嗖煌?淖榉窒嘧饔玫目赡苄浴Ｒ环矫妫?魑?疾牧希珻Ds可以通过π-π作用实现其与MWCNTs的有效结合且CDs的引入不会引入其他杂质。另一方面，结构中含有丰富的含氧官能团使其具有反应性且可以与极性智能高分子结合。换言之，CDs可以被视为一种纳米的补丁，是一个能实现MWCNTs与不同类型智能高分子连接的连接剂。与传统的方法相比较，这种基于CDs的修饰方法更为简单、有效。不仅可以有效避免对MWCNTs的表面破坏，较好的维持其固有的表面结构和性能，而且还具有一定的普适性，有望实现不同类型智能高分子在MWCNTs表面的负载。图2-1PNIPAm非共价修饰机理图
第2章碳点基温敏性多壁碳纳米管复合材料的制备及表征142.4.7MWCNTs-CDs-PNIPAm/GC和PNIPAm/GC修饰电极的制备分别取7μLMWCNTs-CDs-PNIPAm和PNIPAm水溶液滴涂到预处理好的电极表面，在电极上面罩一个干燥且干净的烧杯，室温下干燥24h，水份缓慢蒸发，在电极表面形成一层薄膜，即得到MWCNTs-CDs-PNIPAm/GC和PNIPAm/GC修饰电极。本实验均以5mMK3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6（1:1），0.5MKCl为支持电解质。采用三电极体系，Ag/AgCl电极为参比电极，铂电极为辅助电极，MWCNTs-CDs-PNIPAm/GC和PNIPAm/GC修饰电极为工作电极。2.5结果与讨论2.5.1MWCNTs,MWCNTs-PNIPAm,PNIPAm和MWCNTs-CDs-PNIPAm分散在水中的数码照片图2-2MWCNTs（a）,MWCNTs-PNIPAm（b）,PNIPAm（c）和MWCNTs-CDs-PNIPAm（d）在20℃的水中的数码照片图2-2为MWCNTs（a）,MWCNTs-PNIPAm（b）,PNIPAm（c）和MWCNTs-CDs-PNIPAm（d）在20℃环境下的数码照片。由图2-2中的（a）可见，MWCNTs在水中团聚无法均匀分散，呈现疏水性。由图2-2中的（b）可见，MWCNTs在PNIPAm溶液中呈现疏水性且MWCNTs与PNIPAm明显分离，并没有与PNIPAm形成复合物。由图2-2中的（c）可见，PNIPAm在水溶液中可以均匀分散，呈透明状。由图2-2中的（d）可见，MWCNTs-CDs-PNIPAm可以很好的分散在水中，
【参考文献】：
期刊论文
[1]An Overview of Carbon Nanotubes and Graphene for Biosensing Applications[J]. Zanzan Zhu. Nano-Micro Letters. 2017(03)
[2]Biomedical Perspective of Electrochemical Nanobiosensor[J]. Priti Singh,Shailendra Kumar Pandey,Jyoti Singh,Sameer Srivastava,Sadhana Sachan,Sunil Kumar Singh. Nano-Micro Letters. 2016(03)
[3]碳点的制备与应用研究进展[J]. 王林鹏,马玉洁,周学华,刘云,武瑞东. 材料工程. 2015(05)
[4]碳量子点的合成、性质及其应用[J]. 李婷,唐吉龙,方芳,房丹,方铉,楚学影,李金华,王菲,王晓华,魏志鹏. 功能材料. 2015(09)
本文编号：2937856
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