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材料工程学论文:碳纳米管的结构

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2014-11-04

Chen等[15]发现了一种简单的芳香族化合物非共价功能化碳纳米管的方法。他们将1-芘丁酸琥珀酰胺酯溶解在有机溶剂DMF或甲醇中,使芳香族化合物中的π—π键与SWCTs侧壁表面的π体系发生强吸附作用,从而得到1-芘丁酸琥珀酰胺酯非共价功能化的碳纳米管。之后,利用N-羟基琥珀酰亚胺键与亲核试剂(如蛋白质、DNA中的氨基)发生取代反应,进而制得蛋白质、DNA等功能化的碳纳米管。通过这种非共价功能化的方法制备的碳纳米管,既能够保留碳纳米管本身的电学性能,同时又具有生物大分子的选择性,因此可以看作是理想的微型生物传感器材料。

1.5.2 共价功能化

共价功能化方法是目前应用最为广泛的碳纳米管功能化方法之一,它主要是指修饰基团通过共价键连接到碳纳米管的链端及侧壁,从而在两者之间形成较强的相互作用。最初的功能化是从对碳纳米管的氧化提纯开始的。1994年,Green等人[16]研究发现,利用强酸对碳纳米管进行氧化提纯处理之后,碳纳米管的端口会被打开,从而在碳纳米管的表面产生羧基、羟基等活性反应基团。正是由于这个发现,人们意识到碳纳米管的共价功能化的可能性,经过十几年的发展,共价功能化已经成为了研究最多的功能化方法。目前,碳纳米管的共价功能化方法多样,已经不仅仅局限于单纯的氧化处理方法。

1.5.1.1羧基化及其衍生反应

碳纳米管由于其自身结构呈化学惰性,在溶剂中的分散性也较差,限制了它的研究和应用。使用强氧化剂对其处理,可以在其侧壁和端口引入羧基和羟基等活性基团。经过10多年的发展,碳纳米管的羧基化反应已经比较成熟。目前,用于碳纳米管处理的氧化剂主要包括HNO3,HNO3/H2SO4,H2O2等。其中应用最为普遍的是HNO3/H2SO4混酸体系,经混酸处理后,碳纳米管的端口会被打开,同时长度也会被不同程度的切短,羧基主要集中在两端和表面的缺陷处。

以上就是材料工程学论文:碳纳米管的结构,谢谢查阅。

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