多巴胺对炭黑/CNTs的表面功能化修饰的研究
多巴胺（3，4-二羟基苯乙胺）是生物体内的一种神经传导物质，对各种基体（如金属、陶瓷、半导体、高分子等）的湿表面都具有很好的粘附性，其粘附机理是通过多巴胺在有氧的弱碱性环境中发生自聚合生成聚多巴胺实现的。聚多巴胺含有丰富的酚羟基和氨基活性官能团，能够继续发生二次反应，为基体的二次改性提供了广泛的平台。本论文利用多巴胺表面修饰的方法，对炭黑进行亲水性改性和制备Fe3O4沉积的磁性碳纳米管(CNTs)复合材料。研究内容如下:
(1)利用多巴胺在炭黑表面的氧化自聚合，在炭黑粒子表面包覆一层高亲水性的聚多巴胺膜，制备了高亲水性炭黑。并研究了多巴胺的反应条件和反应机理。对制得的炭黑-聚多巴胺复合粒子进行X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、静态接触角测量、自然沉降、粒径分布和热重分析(TGA)的表征。结果表明，聚多巴胺成功的包覆在了炭黑表面，炭黑成功的实现了由疏水向高亲水的转变并且保持良好的热稳定性;
(2)制备了Fe3O4纳米颗粒沉积的CNTs复合材料。首先在CNTs表面包覆聚多巴胺(PDA)功能层，利用聚多巴胺对阳离子的吸附性先吸附Fe3+并沉淀生成Fe2O3，再吸附Fe3+和Fe2+并以Fe2O3为晶核诱导Fe3O4在CNTs上的共沉积。对制备的磁性碳纳米管进行透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)和磁性能表征，结果表明，Fe3O4纳米粒子均匀地沉积到了CNTs表面，最终产物是同时包含有CNTs、PDA、Fe2O3和Fe3O4的软磁性碳纳米管复合材料。
多巴胺;炭黑;亲水性;表面功能化;修饰方法;反应机理;复合材料
北京化工大学
硕士
化学
王文才
2012
中文
TB332;TQ127.11
78
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）