外加电场对碳纳米管在正丁醇中的定向分散

发布时间：2021-04-04 14:56

　　为解决碳纳米管在溶液中的团聚问题,以正丁醇为分散液,羧基化碳纳米管为无机粒子,超声分散后,制备正丁醇碳纳米管分散液;系统考察电场对碳纳米管分散排列的影响,并通过显微镜观察碳纳米管在溶剂分散液中的排列。结果表明:在2 000 V/cm、400 Hz交流电场条件下,羧基化碳纳米管在25℃、质量浓度0.3 g/L的条件下,在表面张力和介电常数较低的正丁醇中,外加电场10 s可以有较好的排布效果,延长时间,碳管逐渐成束;碳纳米管质量浓度为0.5 g/L时,分散困难,定向排列程度降低;增加电场强度和频率可以使碳纳米管的分散和定向排列程度提高。 

【文章来源】：天津工业大学学报. 2020,39(04)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

电场下碳纳米管定向排列的观测装置图

选用正丁醇为溶剂，将碳纳米管分散液滴加在图1所示的玻璃盒中，施加交流电场，场强2 000 V/cm、频率400 Hz、温度25℃、施加电场10 s时，拍摄碳纳米管在溶剂中的排列状态，如图2所示。由图2可见，短羧基化碳纳米管S-CNT在正丁醇中分散性良好，并沿场强方向排列，这是因为羧基官能团的引入，提高了碳纳米管的自身活性，从而提高了在正丁醇中的分散能力[20]。与此同时，未改性的U-CNT定向排列程度较低，且呈树枝状网络化结构，有较大的团聚体，分散性相较于羧基化改性碳纳米管差。因此，较短的羧基化碳纳米管因其良好的分散及定向排列，用于接下来的研究。由于较短的羧基化碳纳米管S-CNT在溶剂中具有较好的分散及定向排列，将其用于后续研究，以下简称碳纳米管（CNT）。2.1.2 碳纳米管浓度

将不同含量碳纳米管在正丁醇中超声分散1 h，配置不同浓度的分散液，其对碳纳米管在交流电场中定向排列的影响如图3所示。图3(a）为未加电场10 s时碳纳米管分散图，此时碳纳米管团聚，分散性差。施加电场10 s后（条件同2.1.1），由图3(b）及3(c）可知，在较低浓度下，碳纳米管在分散液中相互之间作用力较弱，碳纳米管分散性好，转动的空间大，定向排列程度高，当质量浓度达到0.5 g/L（图3(d））时，碳纳米管在溶剂中相互之间的作用力增大，分散困难，容易缠结在一起，同时转动空间变小，进而产生更高的阻力，定向排列程度降低[14]。2.2 电场参数对碳纳米管定向排列的影响

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3118251