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碳纳米管的化学改性、结构表征和性能研究

作　者: 黄庆华
导　师: 陈群
学　校: 华东师范大学
专　业: 无线电物理
关键词: 碳纳米管十八胺透射电镜核磁共振电阻电磁屏蔽
分类号: TB383
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

本文首先制备得到了可溶碳管（Carbon Nanotubes—CNTs）并对其结构进行了的表征，然后研究了碳管的最佳氧化条件，即如何在满足制备可溶碳管要求的同时尽量保持碳管的结构以保留其各种优异性能。主要包括以下一些方面的内容： 1、利用傅立叶红外光谱（FTIR）、透射电镜（TEM）、差示扫描量热计（DSC）、X射线衍射（XRD）以及固体高分辨核磁共振等技术对一系列十八胺接枝多壁碳管（MWNT-ODA）的结构进行了充分的表征。结果表明，接肢在碳管上的ODA链是部分结晶的，而且链段的堆积结构并没有纯ODA中的完美；ODA链主要在碳管的两端和某些缺陷位置集中生长。发展了一个基于¹³C DD／MAS NMR技术的方法，定量测量了MWNT-ODA样品中ODA重量百分含量，探讨了接肢ODA的含量与接肢后碳管的溶解性之间的联系。 2、利用浓硫酸／浓硝酸的混合酸在超声条件下对多壁碳管进行氧化和切短，使碳管表面产生羧基和羟基等官能团。利用TEM、电阻测定和¹H NMR实验研究了碳管的长度、体积电阻率、总体氢含量等随氧化时间的变化，结果表明，氧化时间为10h时，既可以切短碳管和在碳管表面引入较多的活性基团，同时又能较好地保留碳管的原有性能。 3、利用网络分析仪研究了碳管的电磁屏蔽性能随氧化时间的变化情况，结果表明，氧化6h对碳管的电磁屏蔽性能并不会造成很大的破坏，碳管的反射性能虽然会有所下降，但是其吸波性能则会得到相应的提高。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-10
第一章前言  10-24
  1 碳纳米管的发现  10-11
  2 碳纳米管的结构、制备、性能和应用  11-16
    2.1 碳纳米管的结构  11-12
    2.2 碳纳米管的制备  12-13
    2.3 碳纳米管的性能及其应用  13-16
  3 碳纳米管结构与性能的表征  16-18
    3.1 电子显微镜  16
    3.2 光谱与波谱技术  16-18
    3.3 其它表征技术  18
  4 碳纳米管的改性  18-19
    4.1 化学改性  18-19
    4.2 物理改性  19
    4.3 高能量改性  19
  5 本文的目的和主要内容  19-20
  参考文献  20-24
第二章十八胺改性多壁碳管的合成、表征与性质研究  24-37
  1 研究背景  24
  2 实验部分  24-26
    2.1 实验原料  24-25
    2.2 样品制备  25
    2.3 测试方法  25-26
  3 结果与讨论  26-35
    3.1 聚集态结构表征  26-32
    3.2 ODA含量测定  32-35
  4 结论  35-36
  参考文献  36-37
第三章氧化时间对多壁纳米碳管结构与性能的影响  37-43
  1 研究背景  37
  2 实验部分  37-38
    2.1 试剂和仪器  37
    2.2 样品制备  37-38
    2.3 表征  38
  3 结果与讨论  38-42
    3.1 结构的比较  38-40
    3.2 电阻  40-41
    3.3 ~1H NMR实验  41-42
  4 结论  42
  参考文献:  42-43
第四章碳纳米管电磁屏蔽和吸波性能的研究  43-51
  1 研究背景  43-44
  2 实验部分  44-45
    2.1 试剂和仪器  44
    2.2 样品制备  44
    2.3 实验  44-45
  3 结果与讨论  45-50
    3.1 插入损耗(IL)的测试  45-46
    3.2 回波损耗(RL)的测试  46-47
    3.2 电磁屏蔽和吸波性能的研究  47-50
  4 结论  50
  参考文献:  50-51
第五章总结  51-53

碳纳米管的化学改性、结构表征和性能研究

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