纳米碳管在有机分子混合体系中的分散机制研究进展

纳米碳管(CNTs)的分散和聚合性能是影响其环境行为的重要因素。综述了单一和二元有机分子体系对CNTs分散机制的影响,单一有机分子体系中CNTs受分散剂性质影响。分散机制以静电排斥机制、空间位阻机制和胶束溶解机制为主;在二元有机分子混合体系中,CNTs的分散状况受二元有机分子的性质、种类及混合分子加入顺序多种因素的共同影响。在有机分子混合体系中,CNTs的分散能力并非单一有机分子作用下分散能力的简单加和,混合体系单一组分功能与整体性功能之间的差异不能被忽略。强调应对有机分子混合体系中各组分间的复合分散作用给予更多关注。提出通过对有机分子混合体系组分、结构多样性的宏观统计学描述,建立有机分子混合体系组分、结构多样性与其分散CNTs之间的关联,可能成为认识CNTs环境分散行为的新思路。     

天然有机质模型化合物分子结构对碳纳米管分散性的影响

研究了不同分子结构的天然有机物质（NOM）模型化合物单宁酸（TA）、没食子酸（GA）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）对碳纳米管（CNTs）分散性的影响.通过计算得出,TA的临界胶束浓度（CMC）为1.12mmol/L,SDBS的CMC为0.24mmol/L,GA在所测试的浓度范围内没有形成胶束.比较NOM在CNTs表面的吸附过程和CNTs的分散过程,表明空间位阻和胶束包裹是2个促进CNTs分散的主要机理.借助透射电子显微镜（TEM）和测量悬浮的CNTs的平均流体动力学直径（DLS）结果表明,TA在较少的固相吸附量（S_e ≈ 0.01mmol/g）就能使CNTs分散,归因于其吸附后刚性芳香三维结构的TA能形成的较大空间位阻;同样具有芳香平面结构的GA分子在CNTs表面的吸附需要达到一定的厚度（S_e > 0.2mmol/g）,才能有效地分散CNTs;具有烷基脂肪链的SDBS,需要在形成半胶束或胶束后（S_e > 0.13mmol/g） CNTs才能有效地被分散.芳香族刚性结构和脂肪族柔性结构的模型化合物对CNTs的分散效果和机理存在较大的差别.