石墨烯和碳納米管表面聚離子液體改性研究.pdf

1、石墨烯和碳納米管(CNT)由于其優(yōu)異的物理和化學(xué)性能，成為目前研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域，但由于它們本身易團(tuán)聚、親水性差，限制了其在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。本文采用表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)的方法分別在氧化石墨烯(GO)和碳納米管的表面共價(jià)接枝聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基四氟硼酸銨(P[MATMA][BF4])，得到了表面帶有正電荷而且可穩(wěn)定分散在水溶液中的功能化石墨烯和碳納米管，并初步研究了其對(duì)二氧化碳(CO2)的吸附性能。
　　紅外光譜(

2、FTIR)、熱重(TGA)、X射線光電子能譜(XPS)、透射電子顯微鏡(TEM)等分析測(cè)試結(jié)果表明聚離子液體（P[MATMA][BF4]）已共價(jià)接枝到石墨烯和碳納米管的表面。同時(shí)，ξ電位及溶解性能測(cè)試表明接枝聚離子液體之后的石墨烯和碳納米管都可穩(wěn)定分散在水溶液中，而且表面都帶有正電荷;電導(dǎo)率測(cè)試表明接枝了聚離子液體之后的GO（GO-P[MATMA][BF4]）導(dǎo)電性能并沒(méi)有提高，而經(jīng)過(guò)水合肼還原后，功能化的石墨烯（RGO-P[MATMA

3、][BF4]）的電導(dǎo)率比GO大3個(gè)數(shù)量級(jí)，但比沒(méi)有經(jīng)過(guò)改性直接還原的石墨烯(RGO)要低十倍左右。接枝了聚離子液體之后的碳納米管（CNT-P[MATMA][BF4]）的導(dǎo)電性能比純的未接枝碳納米管要差。
　　CO2吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，接枝了聚離子液體之后的GO和RGO對(duì)CO2的吸附性能比未改性的要好。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于接枝了聚離子液體的碳納米管，在常壓下CNT-P[MATMA][BF4]的吸附性能要優(yōu)于未接枝CNT，但其吸附量會(huì)隨著溫度