碳纳米管分散剂介绍和tnwdis使用建议

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1、碳纳米管分散剂介绍和TNWDIS使用建议2012年9月一、碳纳米管分散技术三要素二、分散剂用量推荐三、碳纳米管水分散剂（TNWDIS）概述四、超声波分散设备使用建议及分散实例提纲五、研磨分散设备使用建议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。在低粘度介质中，如水和有机溶剂，碳纳米管易于分散。中粘度介质如液态环氧树脂、液态硅橡胶等，高粘度介质如熔融态的塑料（2）本PPT文件介绍的碳纳米管分散技术，针对中、低粘度分散介质2、分散剂（1）分散剂的选择，与分散介质的结构、极性、溶度

2、参数等密切相关（2）分散剂的用量，与碳纳米管比表面积和共价键修饰的功能基团有关（3）水性介质中，推荐使用TNWDIS。强极性有机溶剂中，如醇、DMF、NMP，推荐使用TNADIS。中等极性有机溶剂如酯类、液态环氧树脂、液态硅橡胶，推荐使用TNEDIS3、分散设备（1）超声波分散设备：非常适合实验室规模、低粘度介质分散碳纳米管，用于中、高粘度介质时会受到限制（2）研磨分散设备：适合大规模地分散碳纳米管、中粘度介质分散碳纳米管（3）采用“先研磨分散、后超声波分散”组合方法，可以高效、稳定地分散碳纳米管碳纳米管分散技术三要素：分散介

3、质、分散剂和分散设备分散剂用量推荐1、碳纳米管比表面积与分散剂用量我们试剂级碳纳米管分为单壁管（外径＜2nm）和多壁管。多壁管根据外径不同，分为TNM1（外径＜8nm）、TNM2（外径8-15nm）、TNM3（外径10-20nm）、TNM5（外径20-30nm）、TNM7（外径30-50nm）、TNM8（外径＞50nm）。随着外径的增加，碳纳米管的比表面积减小TNWDIS推荐用量：单壁管重量的3.5倍，TNM1重量的1.0倍，TNM8重量的0.2倍。其余用量参考调整2、碳纳米管功能化与分散剂用量功能化后的碳纳米管，更容易在水中

4、分散。通常，碳纳米管羧基功能化后，分散剂的用量可以减少50%TNWDIS推荐用量：羧基化单壁管重量的1.5-1.8倍，羧基化TNM1重量的0.5倍，羧基化TNM8重量的0.1倍3、对于TNADIS，TNM8的推荐用量是重量的0.2倍。对于TNEDIS,TNM8的推荐用量是重量的0.8倍其余碳纳米管分散剂用量可以参照调整碳纳米管水分散剂（TNWDIS）概述1、不含烷基酚聚氧乙烯醚（APEO）的非离子表面活性剂，生态环保。欧洲国家自1976年起陆续制定了法规限制生产和使用APEO2、含有芳香基团，特别适合制备碳纳米管水分散液。芳香

5、基团与碳纳米管管壁亲和性好，易于吸附在管壁3、性能指标活性物质含量：90%水分含量：10%浊点：68-70℃碳纳米管水分散剂（TNWDIS）结构文献报道分散CNTs常用的三种表面活性剂通过大量对比和反复筛选，我们寻找到TNWDIS，芳香环与亲水基团通过长碳链相连而不是直接相连，亲水基团对芳香环空间位阻影响更弱，芳香环对CNTs管壁吸附更牢，分散效果更佳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个平面上）、

6、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3、在水介质中，超声波的空化作用会使TNWDIS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超声波粉碎机制备分散液实例1、目标：制备100g多壁碳纳米管TNM8水分散液，碳纳米管含量2%2、主要设备（1）Scientz-ⅡD型超声波细胞粉碎机(宁波新芝生物科技股份有限公司)。所用超声变幅杆为Φ6，输出功率选择为60%，超声开时间为3s，超声关时间也为3s，

7、超声总时间设置为5min（2）SC-3614型低速离心机(安徽中科中佳科学仪器有限公司)（3）HCT-1微机差热天平（北京恒久科学仪器厂）操作步骤（1）1、将0.40g分散剂TNWDIS溶解于97.60g去离子水中。室温下TNWDIS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

8、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5min×6次）操作步骤（2）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20