活性碳納米管的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文對(duì)活性碳納米管的制備及其應(yīng)用進(jìn)行了研究。首先，以NaOH、K<,2>CO<,3>、KOH和ZnCl<,2>等堿性活化劑活化處理碳納米管，研究結(jié)果表明：堿隨著活化溫度的升高，對(duì)碳納米管刻蝕的程度加深，并且同一溫度下不同堿表的氧化刻蝕能力也不同，當(dāng)活化溫度低于700℃時(shí)，氧化刻蝕能力強(qiáng)弱順序?yàn)椋篕OH>NaOH>K<,2>CO<,3>>ZnCl<,2>；當(dāng)活化溫度高于700℃時(shí)，氧化刻蝕能力強(qiáng)弱順序?yàn)椋篘aOH>KOH>K<,2>CO<

2、,3>>ZnCl<,2>；綜合比表面積和孔徑分布數(shù)據(jù)，得出優(yōu)化的活化條件為：以KOH為活化劑，堿碳比為7：1，活化溫度為750℃，活化時(shí)間60min，在此條件下制備的活性碳納米管比表面積為245.13 m<'2>/g，是原始碳納米管(13.83 m<'2>/g)的18倍左右，總孔容也達(dá)到了0.4198 cc/g，孔徑分布明顯變寬，微孔和中孔含量增多；并且用它制備的復(fù)合材料的吸收峰有一定的寬化趨勢(shì)，活化碳納米管/蜂窩板夾層復(fù)合材料在6.4

3、8～10.88GHz范圍內(nèi)對(duì)電磁波的反射率低于-10dB，最大反射率為-22.58dB；活化碳納米管/環(huán)氧涂層復(fù)合材料在11.8～14.6GHz范圍內(nèi)對(duì)電磁波的反射率低于-10dB，最大反射率為-23.99dB。 對(duì)濃硝酸、混酸(HNO<,3>和H<,2>SO<,4>)、磷酸活化和二次活化處理碳納米管進(jìn)行了研究。濃硝酸和混酸由于具有強(qiáng)的氧化性，都能很好的氧化刻蝕碳納米管。其中濃硝酸和混在處理時(shí)間分別達(dá)到16h和4h時(shí)，碳納米管的

4、管壁變得很薄，內(nèi)徑明顯變大，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)有大量的碳納米管發(fā)生短切，紅外分析的結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)硝酸和混酸處理的碳納米管表面會(huì)有一些含氧官能團(tuán)的存在；磷酸由于活化機(jī)理的不同，對(duì)碳納米管的活化效果不明顯；以KOH為活化劑，對(duì)濃硝酸或混酸處理的碳納米管進(jìn)行了二次活化，TEM結(jié)果表明二次活化處理的碳納米管出現(xiàn)了很多中空套層結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是在單獨(dú)用酸和堿處理的碳納米管中很少出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)。把不同活化條件的碳納米管做成鈕扣電容器電極，研究結(jié)果表明

5、：粘結(jié)劑PTFE的用量在10％左右較好；濃硝酸或混酸處理的碳納米管比電容量隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)都是先增加后減小，硝酸處理10h和混酸處理2h的碳納米管比電容達(dá)到最大，分別為49.38F/g和46.7 F/g：NaOH、K<,2>CO<,3>和KOH在活化溫度為750℃，堿碳比為7：1的條件下活化處理的碳納米管比電容相對(duì)于原始碳納米管(7.2 F/g)都有所增加，其中KOH活化處理的碳納米管比電容最大，為59.62 F/g。 通過(guò)五