多壁碳纳米管氟化改性新方法研究

一帘幽梦

多壁碳纳米管氟化改性新方法研究
A New Method for the Fluorination of Multi-Walled Carbon Nanotubes
在线阅读 下载全文 作　　者：李帅俊[1] 谈发堂[1,2] 乔学亮[1,2] 陈建国[1,2]

LI Shuai-jun , TAN Fa-tang , QIAO Xue-liang , CHEN Jian-guo （1. College of Materials Science and Engineering ,Huazhong University of Science ＆  Technology,  Wuhan 430074, China ; 2. National Key Laboratory of Material Molding and Mould Technology,  Huazhong University of Science ＆ Technology ,Wuhan 430074,China）

机构地区：[1]华中科技大学材料科学与工程学院,湖北武汉430074 [2]华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室,湖北武汉430074

出　　处：《化学与生物工程》 CA 2012年第29卷第2期 40-43页,共4页

Chemistry ＆ Bioengineering

基　　金：基金项目：湖北省自然科学基金资助项目（2010CDB00501）,广东省教育部产学研结合项目（20108090400049）

摘　　要：以聚四氟乙烯（PTFE）高温热解产生的含氟气体作为氟化剂与多壁碳纳米管（MWCNTs）反应制备了氟化多壁碳纳米管（F-MWCNTs）,并运用红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、接触角测试等手段对其进行了检测。结果显示,多壁碳纳米管表面有C-F键生成,样品结构未遭破坏且疏水性得到改善,取得了较好效果。与以氟气作氟化剂的传统方法相比,该方法操作更简单安全、成本更低,有望应用于工业化生产。

Fluorinated multi-walled carbon nanotubes（F-MWCNTs） were prepared by using gaseous products from the thermal decomposition of polytetrafluoroethylene（PTFE） as fluorination agent for multi-walled carbon nanotubes（MWCNTs）. The specimens were analyzed by using FTIR, SEM, XRD and contact angle detection. The results showed that C--F bonds were created on the surface of MWCNTs,the structure was intact after fluorination and the hydrophohicity of the specimen was enhanced. Compared with the traditional method by using gaseous fluorine as fluorination agent, the means used in this experiment was easier, safer and cheaper, which could be a promising method in industrial production.

关键词：多壁碳纳米管 聚四氟乙烯 氟化
multi-walled carbon nanotubes （MWCNTs） ; polytetrafluoroethylene （PTFE） ; fluorination ;

分类号：O613.71 [数理科学和化学 > 化学 > 无机化学 > 非金属元素及其化合物 > 第Ⅳ族非金属元素（碳和硅）及其化合物] TB383 [工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学]

全文快照：Carbon nanotubes，CNTs) 被El本科学家饭岛澄男(Iijima)发现以来[1]，就以其高强度、大比表面积、独特的电子结构和新颖的导电性以及在半导体、新型电池、材料增强、储氢、催化等方面的应用潜力而受到极大关注[2 ]。但是碳纳米管易聚集成束或缠绕，且表面相对惰性，难以溶解和分散，使其研究和应用受到限制[4 ]。为提高碳纳米管的分散性，对其表面进行修饰和改性成为该领域研究的热点，而氟化则是碳纳米管改性的重要方式之一。碳纳米管的氟化是通过打破碳层／r键，在不破坏纳米管管状结构的同时与表面碳原子结合形成C—F 键的过程，是修饰和控制碳纳米管物理化学性质最有效的方法之一，能够显著改善碳纳米管的表面极性、导电性、吸附能力和电容性等性能_7 ]。此外，还能够通过表面C—F的亲核取代反应对碳纳米管表面进行进一步修饰]，同时氟化碳纳米管(Fluorinated carbon nanotubes，F—CNTs)在锂电池的阴极材料、固体润滑剂以及复合物的填充剂等众多领域具有重要的使用价值。