本科毕业论文答辩示例.ppt

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1、表面活性剂对碳纳米管的分散研究,导 师:答辩人:专 业:,医药化工学院,台州学院本科论文答辩 2006级,2010年4月13日,答辩提纲,研究背景实验部分结论谢辞,1,2,3,4,研究背景,碳纳米管自1991年由Iijima发现以来，以其极高的纵横比和超强的机械性能成为极具应用潜力的一维纳米材料。其应用已涉及到纳米电子器件、催化剂载体、电化学材料、贮氢材料和复合材料增强相等多方面。目前制约碳纳米管器件及碳纳米管复合材料应用的主要是分散以及与基体材料的相容性问题。为了解决以上两个重要问题，目前人们致力于碳纳米管的分散及表面改性的研究。,关于碳纳米管的分散及表面改性，最初是通过对其表面进行共价化学

2、功能化实现的;后来人们开始尝试通过非共价功能化的方法;以期最大限度地保持碳管的结构性能完好；在碳管功能化的基础上，人们将金属、氧化物、氮化物、硫化物等多种纳米粒子包覆在碳管表面对其改性，提高碳管与无机基体的相容性，而且赋予了碳管复合材料更多优异的性能。,实验部分,实验方法,将一定量的直径为10-20nm的多壁碳纳米管与分散剂按一定的比例分散在100ml去离子水中,控制悬浮液中多壁碳纳米管的浓度小于0.005wt%,在一定功率下或者在不同功率下超声震荡一定时间,制备多壁碳纳米管悬浮液,备用。将悬浮液静置,每隔一段时间,用紫外分光光度计检测悬浮液的紫外光吸收强度。,一、分散剂对多壁碳纳米管分散的影

3、响,A 不含分散剂,B 含分散剂CTAB,MWCNTs分散效果图,结果与讨论,A试管中不含分散剂,结果上层为无色透明清液,底层为黑色沉淀;B试管中含有分散剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),试管中是均匀黑色悬浮液,说明多壁碳纳米管得到稳定分散.,MWCNTs悬浮液紫外-可见吸收光谱,结果与讨论,在波长为253nm处,出现了一个特征吸收峰对于紫外-可见吸收光谱,在200-300nm区域出现的吸收峰,主要是由于n-*、-*和n-*跃迁所引起在多壁碳纳米管中存在大量的电子,因此特征峰的出现是由于-*跃迁所引起,二、分散剂种类对多壁碳纳米管分散的影响,分散剂种类对MWCNTs悬浮液吸光强度的影响,结果

4、与讨论,十六烷基三甲基溴化铵/多壁碳纳米管悬浮液的初始紫外吸收强度为1.35,离心35min后,吸收强度为1.27,与初始强度相比降低了6.7%。十二烷基磺酸钠/多壁碳纳米管悬浮液的初始紫外吸收强度为1.36,离心35min后,吸收强度为1.29,与初始强度相比降低5.8%。多壁碳纳米管在十二烷基磺酸钠水溶液中的分散稳定性较好。原因可能是由于十二烷基磺酸钠的苯环中的电子能与多壁碳纳米管 的电子形成-共轭体系。,三、分散剂用量对多壁碳纳米管分散的影响,分散剂用量对MWCNTs悬浮液吸光强度的影响,结果与讨论,多壁碳纳米管与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1:0.5时,悬浮液的初始吸收强度较弱；比例

5、为1:1悬浮液的初始吸收强度为1.34，离心35min后,吸收强度为1.25,与初始强度相比降低了6.6%；1:8悬浮液的初始吸收强度为1.35,离心35min后,吸收强度为1.26,与初始强度相比降低了6.7%；表明1：1和1：8两种多壁碳纳米管悬浮液的稳定性基本相同。,四、超声时间对多壁碳纳米管分散的影响,超声时间对MWCNTs悬浮液吸光强度的影响,结果与讨论,经过5min超声的多壁碳纳米管悬浮液的初始吸收强度为0.92，离心35min后,吸收强度为0.6,与初始吸收强度相比降低了35%；经10min超声的多壁碳纳米管悬浮液的初始吸收强度分别为1.3，离心35min后,降为1.2，与初始强

6、度相比降低了7.8%；20min超声的多壁碳纳米管悬浮液的初始吸收强度为1.35，离心35min后,降为1.26,与初始强度相比降低了6.7%。,五、超声功率对多壁碳纳米管分散的影响,超声功率对MWCNTs悬浮液吸光强度的影响,结果与讨论,经100w超声的多壁碳纳米管悬浮液的初始吸收强度为0.81,离心35min后,吸收强度为0.72,初始吸收强度相比降低了11%；经200w超声的多壁碳纳米管悬浮液的初始吸收强度为1.25,离心35min后,吸收强度为1.15,初始吸收强度相比降低了8%；经400w超声的多壁碳纳米管悬浮液的初始吸收强度为1.35,离心35min后,吸收强度为1.26,初始吸收

7、强度相比降低了6.7%。表明多壁碳纳米管悬浮液的初始吸收强度随着超声功率的增大而增大,溶剂对碳纳米管分散的影响,溶剂对MWCNTs悬浮液吸光强度的影响,结果与讨论,在相同波长下,两种多壁碳纳米管悬浮液中，多壁碳纳米管/乙醇悬浮液的吸收强度较大；由Taft-Kamlet氢键参数中表示溶剂极性的参数*可知,水、乙醇的*分别为1.09、0.54；两种溶剂的极性大小为水乙醇；多壁碳纳米管在极性大的溶剂中难于分解,总结,1.分散剂能明显改善多壁碳纳米管在水中的分散效果,但分散剂的种类不同对多壁碳纳米管的分散效果影响不同。2.分散剂用量对多壁碳纳米管的分散有显著影响。在分散剂浓度较低时,多壁碳纳米管的分散

8、效果并不理想,当分散剂与多壁碳纳米管的质量比为1:1时,多壁碳纳米管已经能得到较好的分散,继续再增加分散剂的用量,多壁碳纳米管在水中的分散效果不会再有明显改变。,3.超声震荡能改善多壁碳纳米管的分散。研究结果表明,随着超声时间和功率的增加,多壁碳纳米管在水中的分散效果和多壁碳纳米管悬浮液的稳定性都得到改善。因此,延长超声时间和增大超声功率有利于多壁碳纳米管的分散。4.溶剂对多壁碳纳米管的分散有显著影响。研究结果表明,多壁碳纳米管在乙醇中的分散效果要好于水中,主要是因为水的极性大于乙醇,而多壁碳纳米管在极性大的溶剂中不容易分散。,谢辞,感谢我的指导老师尤玉静老师！感谢她给与我的热切关心、指导和教诲！感谢学院对我4年来的培养！感谢所有帮助和支持过我的老师、同学和朋友们！,谢谢大家！,