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碳纳米管分散剂的介绍和应用
2022-1-10

  

碳纳米管分散剂的介绍和应用

文献报道分散CNTs常用的三种分散剂:

碳纳米管分散技术三要素 

1、分散介质 (1)根据粘度不同,分散介质分为高 粘度、中粘度和低粘度三种 

(2)在低粘度介质如水和有机 溶剂中,碳纳米管易于分散

 2、分散助剂

 (1)分散助剂的选择,与分散介质的结构、极 性、溶度参数等密切相关

 (2) 分散助剂的用量,与碳纳米管比表面积和共 价键修饰的功能基团有关 

3、分散设备

 (1) 超声波设备

(2)研磨分散设备 超声波分散设备使用建议 

1、 超声波粉碎机( tip型)和超声波清洗机(bath 型)都可以用于碳 纳米管分散

 2、 超声波粉碎机发出的超声波能量密度高(能量集中于变幅杆.上而 不是一一个平面上)、频率低,更适合碳纳米管的分散。根据碳纳 米管分散液的量,选择合适的超声波粉碎机功率和变幅杆直径 、 在水介质中,超声波的空化作用会使分散剂产生少量 泡沫,泡沫会影响超声效果,可以选择静置或加入消泡 剂,消除泡沫

 3、 粘度高的介质不适合选择超声波设备分散,建议选择研磨分散设 备。

操作步骤(1)

 1、将0.26g分散剂溶 解于100ml去离子水中。室温下溶解. 度小,可用水浴加热辅助其溶解,但使用温度不可超过 其浊点温度

 2、加入2.00g碳纳米管,搅拌,使碳纳米管被分散剂水 溶液完全润湿,而不是漂浮在水面上

 3、开始超声。超声过程中,分散液会发热、起泡,因此 建议超声5min后,可将分散液取出静置于冰水中冷却、消泡,再继续超声 

4、分散程度观察。用玻璃棒沾取少量分散液滴加至清水中,观察稀释 状态。分散好的碳纳米管,犹如一滴墨水落入水中,在水中迅速均匀扩 散开,而未分散好的碳纳米管,在水中会有黑色颗粒出现。累计超声 总时间为30min (即5minX6次) 

5、超声结束后,将分散液离心沉降,去除未分散开 的团聚粒子。离心速率为2000t/min,离心时间为 30min。经过离心,分散液可以稳定放置90天以上 

6、离心结束后,将上层液体过300目滤布,得到最终的 碳纳米管分散液。烘干下层沉淀至恒重,记为G2。对沉 淀进行热重分析,定义450C时的热失重率f (%) 为沉. 淀中分散剂含量

7、分散液中碳纳米管的实际含量(%) =2.00- (1-f) XG2 研磨分散设备使用建议 

1、制备1-2升碳纳米管水分散液,可以选用实验室分散砂磨机,砂磨 介质可以选用1.0-1.2mm的硅酸锆珠或氧化锆珠 

2、制备10-20升碳纳米管分散液,可以选用小型的篮式 砂磨机。砂磨介质选用设备允许的直径较小的硅酸锆珠 或氧化锆珠 

3、水介质砂磨过程中,需要添加消泡剂来减 少泡沫对分散效果的影响

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