羧基化多壁碳納米管，用什么分散，方法

中文名稱：羧基化多壁碳納米管(長)   5-15 nm

英文名稱：Carboxyl MWCNTs(long)  5-15 nm

顏色：黑色

直徑：5-15 nm

內徑：2-5nm

純度：>95%

長度：10-30 um

羧基含量：3.86 wt%

SSA：>200 m2/g

Tap density：0.27 g/cm3

True density: ~2.1 g/cm3

EC:>100s/cm

目前，MWCNTs的分散方法包括機械攪拌法、超聲處理法、電場誘導法、表面修飾法(共價修飾、非共價修飾)等，在實際應用中，多注重以上幾種方法的復合使用。

(1)機械攪拌法

機械攪拌是借助液力的剪切與機械的混合作用實現物料的乳化、分散、破碎、溶解、均質等效果。MWCNTs的機械分散主要指對其進行球磨和攪拌。機械攪拌方法對MWCNTs的分散效果很不明顯，應考慮更為有效的分散劑、更為有效的分散方法。

(2)超聲處理法

超聲分散作用可分為兩方面：一是通過在溶液中生成的微小氣泡瞬間爆破，產生大能量的沖擊波對周圍的碳納米管簇起作用，使通過范德華力粘結在一起的團簇撕裂；二是通過在溶液中形成空化作用產生局部高溫，將碳納米管之間的連接打開。對于極易纏繞和團聚，且為疏水性的納米晶體纖維材料MWCNTs，超聲處理過程中產生的空化、聲流、濕潤效應能使其較好的濕潤、分散，弱化管間的van de Walls作用能，有效地打散團聚，進而懸浮在水中形成水性溶膠的分散體系。除此之外，超聲波在對MWCNTs起分散作用之余，還使MWCNTs懸鍵增加，有利于MWCNTs的表面化學修飾。

(3)電場誘導法

在摻入導電纖維的有機溶劑薄層中，埋入金屬薄板(或網格)片作為兩端電極，對其施加一定的直流或交流電場，使得纖維電偶極化，成為電偶極子，進而使纖維受電場力作用產生規則運動并趨向于沿電場線方向排布，在基體中形成良好的導電網絡結構的同時，還可以制備出纖維分布均勻的具有良好傳導性能的復合材料。可以通過旋加一定的直流或交流電場，使MWCNTs電偶極化，成為電偶極子，進而受電場力作用的MWCNTs將產生規則運動并趨向于沿電場線方向排布，從而實現MWCNTs的均勻分散。

(4)表面修飾法

目前常用的表面修飾法分共價化學修飾法與表面活性劑(SAA)非共價修飾法兩種。

共價化學修飾法通過對碳管表面進行氧化或引入有機官能團來修飾MWCNTs表面，可分為強氧化劑處理法、酰胺化法、酯化修飾法、烷基化修飾法等。共價化學修飾可使MWCNTs表面或縮短的MWCNTs末端打開，使其頂端含有一定數量的活性基團，如羥基(-OH)、羧基(-COOH)等。MWCNTs表面存在的活性功能基團不僅能改善MWCNTs的親水性，還能使其更容易分散于水等極性介質中，而且為MWCNTs與其它物質或基團反應提供了基礎，進而可與親水基體材料產生較好復合均勻度和黏結界面強度。

表面活性劑非共價修飾法在有效分散碳納米管的同時不會對碳納米管的性能產生負面影響。表面活性劑分為離子型與非離子型兩種。各種表面活性劑對MWCNTs分散穩定的共同點是，均為吸附包裹在MWCNTs表面，不會破壞MWCNTs的結構，而不同之處在于，離子型表面活性劑吸附在MWCNTs表面，主要依靠親水基團之間的靜電斥力阻止碳納米管之間的聚集，非離子型表面活性劑／MWCNTs分散體系也是基于吸附機理，而其頭基和尾基雜亂、隨機地吸附在MWCNTs的管壁上保持體系穩定瞵引。

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