碳納米管分散劑的介紹和應用

碳納米管分散劑的介紹和應用

文獻報道分散CNTs常用的三種分散劑:

碳納米管分散技術三要素 

1、分散介質 (1)根據粘度不同，分散介質分為高 粘度、中粘度和低粘度三種 

(2)在低粘度介質如水和有機 溶劑中，碳納米管易于分散

 2、分散助劑

 (1)分散助劑的選擇，與分散介質的結構、極 性、溶度參數等密切相關

 (2) 分散助劑的用量，與碳納米管比表面積和共 價鍵修飾的功能基團有關 

3、分散設備

 (1) 超聲波設備

(2)研磨分散設備 超聲波分散設備使用建議 

1、 超聲波粉碎機( tip型)和超聲波清洗機(bath 型)都可以用于碳 納米管分散

 2、 超聲波粉碎機發出的超聲波能量密度高(能量集中于變幅桿.上而 不是一一個平面上)、頻率低，更適合碳納米管的分散。根據碳納 米管分散液的量,選擇合適的超聲波粉碎機功率和變幅桿直徑 、 在水介質中,超聲波的空化作用會使分散劑產生少量 泡沫，泡沫會影響超聲效果，可以選擇靜置或加入消泡 劑，消除泡沫

 3、 粘度高的介質不適合選擇超聲波設備分散,建議選擇研磨分散設 備。

操作步驟(1)

 1、將0.26g分散劑溶 解于100ml去離子水中。室溫下溶解. 度小，可用水浴加熱輔助其溶解,但使用溫度不可超過 其濁點溫度

 2、加入2.00g碳納米管，攪拌，使碳納米管被分散劑水 溶液完全潤濕，而不是漂浮在水面上

 3、開始超聲。超聲過程中，分散液會發熱、起泡，因此 建議超聲5min后，可將分散液取出靜置于冰水中冷卻、消泡，再繼續超聲 

4、分散程度觀察。用玻璃棒沾取少量分散液滴加至清水中，觀察稀釋 狀態。分散好的碳納米管，猶如一滴墨水落入水中，在水中迅速均勻擴 散開，而未分散好的碳納米管,在水中會有黑色顆粒出現。累計超聲 總時間為30min (即5minX6次) 

5、超聲結束后，將分散液離心沉降，去除未分散開 的團聚粒子。離心速率為2000t/min,離心時間為 30min。經過離心，分散液可以穩定放置90天以上 

6、離心結束后，將上層液體過300目濾布，得到最終的 碳納米管分散液。烘干下層沉淀至恒重，記為G2。對沉 淀進行熱重分析，定義450C時的熱失重率f (%) 為沉. 淀中分散劑含量

7、分散液中碳納米管的實際含量(%) =2.00- (1-f) XG2 研磨分散設備使用建議 

1、制備1-2升碳納米管水分散液，可以選用實驗室分散砂磨機，砂磨 介質可以選用1.0-1.2mm的硅酸鋯珠或氧化鋯珠 

2、制備10-20升碳納米管分散液，可以選用小型的籃式 砂磨機。砂磨介質選用設備允許的直徑較小的硅酸鋯珠 或氧化鋯珠 

3、水介質砂磨過程中，需要添加消泡劑來減 少泡沫對分散效果的影響

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