聚酰亚胺类高聚物对单壁碳纳米管的选择性分散作用

发布时间：2017-06-22 03:14

  本文关键词：聚酰亚胺类高聚物对单壁碳纳米管的选择性分散作用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：利用目前已有的制备技术获得的单壁碳纳米管(SWNTs)具有不同的直径和不同的螺旋角。从导电性的角度来看,它们都是金属性SWNTs与半导体性SWNTs的混合物。为了在液相中达到二者的有效分离,就必须把SWNTs管束分散成单根的SWNTs,然后才有可能分离具有单一导电性的而且单分散的SWNTs,为它们在电子学、光学和磁学方面的应用奠定材料基础。本文主要研究内容包括:1)通过电弧放电法制备出单壁碳纳米管烟炱,并对它们进行热处理、盐酸酸化、表面活性剂辅助分散和超速离心分离,获得了纯度高、稳定性好而且单根分散的SWNTs。2)合成了主链不同的五种三苯胺聚酰亚胺高聚物,并将它们应用于对单壁碳纳米管的选择性分散之中。研究结果表明:胺聚酰亚胺对半导体性SWNTs具有选择性分散作用,并且从聚酰亚胺高聚物主链的π-π共轭效应和主链的柔韧性的角度,阐明了五种三苯胺聚酰亚胺高聚物对半导体性SWNTs所呈现出的在选择性分散能力方面的差异。3)合成两种较短支链的聚酰亚胺高聚物,分别考察它们对SWNTs的分散作用。结果表明支链较长的聚酰亚胺高聚物比支链较短的高聚物对半导体性SWNTs具有更好的选择性分散能力。4)利用凝胶柱色谱技术对所合成的聚酰亚胺高聚物按照聚合度进行分级,并将它们应用于对SWNTs的分散作用。结果表明支聚合度较大的聚酰亚胺高聚物比聚合度较大低的高聚物对半导体性SWNTs具有更好的选择性分散能力。
【关键词】：单壁碳纳米管 电弧放电法 聚酰亚胺 选择性分散
【学位授予单位】：黑龙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O613.71;TB383.1
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 单壁碳纳米管的简介9-13
• 1.2.1 单壁碳纳米管的结构9-12
• 1.2.2 单壁碳纳米管的制备12-13
• 1.3 单壁碳纳米管的纯化13-15
• 1.3.1 物理法纯化单壁碳纳米管14-15
• 1.3.2 化学法纯化单壁碳纳米管15
• 1.4 单壁碳纳米管的选择性分散15-18
• 1.4.1 表面活性剂分散单壁碳纳米管15-16
• 1.4.2 芳香族分子对单壁碳纳米管的分散16
• 1.4.3 高聚物单对单壁碳纳米管的分离16-18
• 1.5 单壁碳纳米管的应用18-19
• 1.6 本课题的研究内容19
• 1.7 课题来源及选题依据19-21
• 第2章 实验材料及表征21-26
• 2.1 实验试剂21-23
• 2.2 实验仪器23-24
• 2.3 表征方法24-26
• 2.3.1 紫外-可见-近红外光谱（UV-VIS-NIR）表征24
• 2.3.2 拉曼光谱（Raman）表征24
• 2.3.3 X射线衍射（XRD）表征24
• 2.3.4 扫描电子显微镜（SEM）表征24-25
• 2.3.5 热重分析（TG）表征25-26
• 第3章 单壁碳纳米管的制备和纯化26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 实验部分26-28
• 3.2.1 电弧放电法制备单壁碳纳米管26-27
• 3.2.2 单壁碳纳米管粗品纯化27-28
• 3.3 实验结果与讨论28-36
• 3.3.1 纯化前后SWNTs的TG表征28-30
• 3.3.2 纯化前后SWNTs的XRD表征30-31
• 3.3.3 纯化前后SWNTs的SEM表征31-32
• 3.3.4 纯化前后SWNTs的紫外近红外表征32-34
• 3.3.5 纯化前后SWNTs的Raman光谱图表征34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 主链不同的聚酰亚胺对单壁碳纳米管的选择性分散37-54
• 4.1 引言37
• 4.2 实验部分37-40
• 4.2.1 三苯胺聚酰亚胺的合成37-40
• 4.2.2 三苯胺聚酰亚胺分散单壁碳纳米管40
• 4.3 结果与讨论40-53
• 4.3.1 合成高聚物的中间体中的硝基转换为氨基40-42
• 4.3.2 三苯胺聚酰亚胺对单壁碳纳米管的分散作用42-45
• 4.3.3 五种不同主链的高聚物对单壁碳纳米管的作用45-46
• 4.3.4 三苯胺聚酰亚胺对单壁碳纳米管的选择性作用46-47
• 4.3.5 三苯胺聚酰亚胺对手性单壁碳纳米管的选择性分散47-49
• 4.3.6 三苯胺聚酰亚胺螺旋式缠绕在单壁碳纳米管外侧49-50
• 4.3.7 不同分子量的三苯胺聚酰亚胺对单壁碳纳米管的选择性分散比较。50-53
• 4.4 本章总结53-54
• 第5章 支链不同的聚酰亚胺对单壁碳纳米管的选择性分散54-60
• 5.1 前言54
• 5.2 实验部分54-56
• 5.2.1 PBS聚(间苯二胺，均苯四甲酸二酐)酰亚胺和聚(3.5-二氨基苯甲酸，均苯四甲酸二酐) 酰亚胺的合成54-55
• 5.2.2 聚(间苯二胺，均苯四甲酸二酐)酰亚胺和聚(3.5-二氨基苯甲酸，均苯四甲酸二酐) 酰亚胺对单壁碳纳米管的选择性分散55-56
• 5.3 结果与讨论56-58
• 5.3.1 聚(间苯二胺，均苯四甲酸二酐)酰亚胺和聚(3.5-二氨基苯甲酸，，均苯四甲酸二酐) 酰亚胺对单壁碳纳米管的选择性作用56-57
• 5.3.2 不同支链长度的高聚物对单壁碳纳米管的比较57-58
• 5.3.3 不同支链的高聚物对单壁碳纳米管的选择性分散作用58
• 5.4 本章小结58-60
• 结论60-61
• 参考文献61-72
• 致谢72-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文情况73

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