硅基杂化材料包覆多壁碳纳米管制备核壳型纳米杂化材料

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1、}鬟4毪攀2期·106·{}{嘲i¨≮2离硅基杂化材料包覆多壁碳纳米管制备核壳型纳米杂化材料孙达，杨子欣，陈广新(1．北京化工大学材料科学与工程学院，北京100029；2．中国化工信息中心，北京100029)摘要：以自由基引发剂过氧化苯甲酰(BPO)为反应的引发剂，通过均相聚合体系，制备了聚八甲基丙烯酸酯基笼型倍半硅氧烷(PMMA—POSS)包覆的多壁碳纳米管核—壳型纳米杂化材料。透射电子显微镜显示，在均相体系中可以得到包覆均匀且厚度可调的多壁碳纳米管杂化材料，包覆厚度在5～10nm、1525nm之间，通过傅里叶红外光谱(KFIR)、拉曼光谱(

2、Raman)以及热重分析(TGA)对杂化材料进行了表征，并给出了可能的包覆机理。关键词：碳纳米管；笼型倍半硅氧烷；包覆；自由基中图分类号：TB332文献标志码：A文章编号：0253—4320(2014)02—0106—04Preparationofoligomericsilsesquioxanecore．-shellmulti--walledcarbonnanotubehybridmaterialsSUNDat．YANGz—xin．CHENGuang—xint(1．CollegeofMaterialScienceandEngineering，B

3、eijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China；2．ChinaNationalChemicalInformationCenter，Beijing100029，China)Abstract：ByusingBPOastheinitiator，octamethaerylpolyhedraloligomericsilsesquioxanecoatedmuhi—walledcarbonnanotubes(PMMA．POSS／MWNT)hybridsaresynthesizedunderho

4、mogeneouspolymerizationsystem．TheresultsofTransmissionElectronMicroscopy(TEM)showthatthePMMA—POSScoatedMWNThybridswithuniformthicknessaeobtainedunderthehomogeneoussystem．ThethicknessofPMMA—POSSlayercoatedonMWNTcanbecontrolledfrom5—10to15—25nm．ThePMMA—POSS／MWNThybridsarealsoc

5、haracterizedbyusingFourierTransformhfraredSpectroscopy(FTIR)，RamanSpectroscopy(Raman)andThermalGravimetricAnalysis(TGA)．Thepossiblecoatingmechanismisproposedaswel1．Keywords：carbonnanotubes；polyhedraloligomericsilsesquioxane；coating；radical自1991年Iijima⋯发现碳纳米管(CNTs)及到人们的关注，Bil

6、lups等¨用BPO作引发剂，引发1992年Ebbesn等提出了实验室规模合成碳纳米碘代烷烃接枝到单壁碳纳米管表面，并通过拉曼和管的方法后，碳纳米管因其独特的力学、电子及化学热重分析表征，证明了相互之问的作用和接枝量；特性，成为世界范围内研究的热点之一。在场发Ford等曾用过硫酸钾作引发剂，引发带有1个双射、分子电子器件、复合增强材料、储氢材料、催化剂键的离子性聚合物进行反应，将聚合物成功地接枝载体等众多领域得到广泛应用J。但碳纳米管在到单壁碳纳米管上。Zhang等利用计算机模拟溶剂中的分散性较差，与其他材料的相容性也较差，计算，从理论计算角度

7、得出了结论，他们认为自由基这就限制了其应用。为了充分利用碳纳米管的性引发剂引发带有双键的单体可以对碳纳米管直接进能，改善碳纳米管的分散性，科研工作者从不同方面行共价键修饰。进行了大量的尝试。利用碳纳米管表面的共轭结构笔者用八甲基丙烯酸酯基POSS(MMA-POSS)进行物理吸附；利用强酸氧化产生可反应的基为反应单体，选用常用的自由基引发剂BPO，成功团，继而进行一系列的表面修饰反应，如：ATRP、地实现了对多壁碳纳米管(MWNT)的表面包覆，并TEMPO等大分子接枝和包覆J。笔者也分别利通过调节反应物比例，得到了包覆程度不同的核壳用有机分子和无

8、机物对碳纳米管进行改性。型碳纳米管杂化材料。目前报道的表面修饰结果存在如下缺点：物理吸附l实验部分的吸附量较少，结合力不强；化学氧化处理对碳纳米管的结