碳纳米管/石墨烯杂化材料分散性的优化
吴俊青俞科静王梦蕾钱坤
（江南大学生态纺织教育部重点实验室，无锡214122）
文摘通过超声制备出不同的碳纳米材料分散液。通过紫外光谱证明分散液中的杂化材料已成功合成，同时通过紫外光谱、显微镜扫描和沉淀实验表征碳纳米材料的分散性。结果表明：相比于碳纳米管和石墨烯，碳纳米管/石墨烯杂化材料皆具有优异的分散性，但由于杂化材料合成机理的差异，在一步法制备杂化材料中碳纳米管和石墨烯有相同机会和聚丙烯酰氯发生反应，可更好地阻碍碳纳米管的团聚，因此一步法合成的碳纳来管/ 石墨烯杂化材料的分散性要优于多步法合成的杂化材料，实现了碳纳来杂化材料分散性的优化。
关键调碳纳米管，石墨烯，一步法，杂化材料，分散性
中图分类号：TQ317
D0I;10.3969/j.issn.10072330.2015.06.011
OptimizationofDispersionforCarbonHybridNanomaterials
WANGMenglei
WUJunqing
YUKejing
QIANKun
(School of Textile and Clothing, Jiangnan University,Wuxi214122)
AbstractThe suspensions were prepared with different carbon nanomaterials.The UV spectrum proved that the hybrid materials were prepared successful. The dispersion of suspensions was characterized by the UV spectrum, opti-cal microscopy and sedimentation tests.The results showed that hybrid materials both have the excellent dispersion as well. However, due to the difference of synthesis mechanism, the dispersion of hybrid materials (one step) were bet-ter than the hybrid materials (multi-step) owing to the PACl which had the same opportunity to react with GnPsOH and MWCNTs- OH to hinder the aggregation of MWCNTs-OH. So the aiming of optimization of dispersion for carbon nanomaterials was achieved.
Key wordsMWCNTs—OH,GnPs-—OH,One step,Hybrid materials,Dispersion
0引言
对于杂化材料的制备，我们预想将两种物质的优异性能结合起来或者两种材料在一起可以发挥良好的协同作用。
近年来，关于碳纳米材料的杂化材料的合成研究引起了广泛的关注，具有典型代表的是分别于 1991[0]和2004[2]年被发现的碳纳米管和石墨烯。单层的石墨烯可以叠加为石墨烯片层或卷绕成碳纳米管。Dong等人(3)用CVD成功制备出碳纳米管-石墨烯杂化材料。Du等人(4)也成功制备出三维网络结构的碳纳米管-石墨烯高性能电容。石墨烯和碳纳米
管作为典型的一维和二维纳米结构，它们共同都具有非常好的物理机械性能以及导电性能，同时两者之间可以实现性能互补(3)。因此将它们应用于增强增韧聚合物是极有前景的。
但是由于石墨烯片层之间存在的范德华力作用会导致层层叠加，管状的碳纳米管也因范德华力作用使得彼此之间纠缠团聚在一起(，这就会严重影响它们在案合物中的分散性能，从而导致提高聚合物的性能受到限制。Liang等人(通过调整石墨烯和碳纳米管在树脂基体中的比例,得出当碳纳米管与石墨烯之比为8:2两者起到彼此促进的作用，可以达到最佳
收稿日期：2015-04-20
基金项目：国家自然科学基金青年基金（51203062，51302110）；产学研联合创新资金——前性联合研究项日（BY2013015-31，BY2013015-32, BY201402314, BY201402315)
作者简介：吴俊青，1990年出生，硕士研究生，主要从事纺织复合材料的研究。E-mail：wjq522@126.com 通讯作者：俞科静，博士，副教授。E-mail：yukejing@gmail.com
宇航材料工艺万方数据
http://www.yhcligy.com
2015年第6期
—49