碳纳米管复合材料的制备、结构及性能
水滑石(Layered Double Hydroxide,简写为LDHs)是一类具有特殊结构的层状材料。LDHs具有如下化学组成通式:[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An-)x／n·mH2O,其中M2+和M3+分别为二价和三价金属阳离子,位于主体层板上；An-为层间阴离子；X为M3+／(M2++M3+)的摩尔比值；m为层间水分子的摩尔量。位于层板上的二价金属阳离子M2+可以在一定的比例范围内被离子半径相近的三价金属阳离子M3+同晶取代,其独特的结构使得LDHs在层板化学组成、层间阴离子种类及数量、晶粒尺寸及分布等方面具有可调控性。目前它已经作为新型高性能催化材料、吸附材料、分离材料、功能性助剂材料、生物材料和医药材料等应用于国民经济诸多行业。
水滑石作为前体可以制备得到均匀分散的碳纳米管。由于碳纳米管表面存在大量的缺陷活性位,利用碳热反应可以有效使金属Pt粒子均匀的沉积在碳纳米管表面,粒径分布可控,粒子与碳纳米管之间相互作用力加强,最终促进反应中电子传递,有效的增强了电催化剂的催化活性。比传统电化学制备的金属Pt粒子在乙醇的电化学催化中拥有较高的电化学活性和抗中毒能力。
以碳纳米管为载体,利用L-半胱氨酸作为桥联分子,制备水滑石／碳纳米管复合物。在水溶液中L-半胱氨酸的-NH2端以-NH3+形式存在,通过静电作用与表面带有电负性的-COO和O-基团的碳纳米管稳定结合；同时L-半胱氨酸的-SH可以与水滑石层板上的金属离子形成化学键,这样利用功能基团间的相互作用将LDHs分子组装在碳纳米管表面上,形成均匀组装、结构稳定的复合物。CNTs的载体作用提高了ZnAl-LDH纳米粒子的分散性,使得ZnAl-LDtt／CNTs复合物对甲基橙表现了很好的吸附效果。
层状双金属氢氧化物;碳纳米管;电催化剂;吸附性能;复合材料;制备工艺
北京化工大学
硕士
应用化学
段雪
2010
中文
TB383;TB332
66
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）