日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所等研究單位用單層碳納米管（筒狀碳原子）與銅復合，制得密度小于銅、金的復合物。制取工藝：基板上的單層碳納米管在含銅離子的有機溶液中慢慢通過，再在與銅親和力強的水溶液中電鍍，這種復合材料每cm2可通入6億安培電流，電流容量為金和銅的100倍。

基于cds良好的光學性質(zhì)和單壁碳納米管(swcnt)優(yōu)異的電子學性質(zhì),制備了納米cds/swcnt復合材料和納米cds/聚乙烯亞胺(pei)功能化swcnt復合材料,并利用日光燈光源模擬太陽光研究了它們的光電性質(zhì).結(jié)果表明,納米cds/swcnt復合材料呈現(xiàn)顯著的負光電導現(xiàn)象,而納米cds/pei-swcnt復合材料呈現(xiàn)強烈的正光電導現(xiàn)象.用電子轉(zhuǎn)移理論對這一結(jié)果進行了解釋.兩樣品在大角度彎折的情況下,光電性質(zhì)均基本沒有變化.因此,納米cds/碳納米管復合材料在光電領(lǐng)域,尤其是新興的柔性光電子學領(lǐng)域有著良好的應用前景.

制備了丙烯酸鋅樹脂,對無氧化亞銅自拋光防污涂料的配方及防污性能、電化學性能、配套性能等進行了研究工作,表明該無氧化亞銅自拋光防污涂料具有良好的防污性能、底面漆配套性能等。

報道了在多壁碳納米管(mwnts)表面修飾聚丙烯酸(分子量為500~1000)作為親水層,改善納米管在水溶液中的溶解性,減少碳管自身團聚,順利實現(xiàn)碳納米管表面化學鍍銅。同時也考察了溫度、時間、攪拌速度等因素對鍍層的影響,確定中性條件在碳納米管表面鍍銅的最佳條件。

將酸化處理以后的碳納米管(cnts)與高密度聚乙烯(hdpe)復合,采用機械共混法制備了定向cnts/hdpe復合材料,并對其力學性能、相態(tài)結(jié)構(gòu)、流變性能及熱性能進行了研究。結(jié)果表明:cnts的加入,提高了復合材料的屈服強度和拉伸模量,但同時卻降低了材料的斷裂強度和斷裂伸長率;cnts在hdpe基體中有了較好的分散性和相容性;cnts的加入對復合材料流變性能產(chǎn)生了較大的影響,加入少量的cnts可以使復合材料體系的表觀粘度降低,有利于hdpe加工性能的改善;cnts加入后,hdpe的熔融溫度和結(jié)晶熔融焓均有所下降。

采用原子轉(zhuǎn)移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳納米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此對聚丙烯(pp)進行改性。紅外光譜(ft-ir)及透射電子顯微鏡(tem)測試結(jié)果表明,采用atrp法成功地將pba接枝到多壁碳納米管(mwnt)表面。對pp/mwnt復合材料電性能研究表明,mwnt-pba的添加比mwnt-cooh更能降低復合材料的電阻率。mwnt-pba的加入可使pp從絕緣材料轉(zhuǎn)變?yōu)榭轨o電材料。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的電性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明顯。

首先采用顆粒復合法(pcs,particlecompositesystem)對cu-碳納米管(cnt)粉末進行表面改性處理,得到cnt鑲嵌或包覆于較軟微米cu顆粒表面的復合粉,其形貌近似球形,然后將復合粉通過sps燒結(jié)工藝制備成cu-2%(質(zhì)量分數(shù))cnt復合材料。通過硬度測試、密度測試、sem形貌觀察和能譜分析,研究了pcs處理時間對cu-2%cnt復合材料的組織和性能的影響并與普通混粉后的復合材料做了比較。結(jié)果表明,隨著pcs處理時間的延長,復合粉末粒徑不斷減小,在40min以后,隨時間的延長,粒徑基本保持不變。與純cu相比,經(jīng)pcs處理后制備的cu-2%cnt復合材料硬度有26%~34%的提高,與普通混粉24h相比提高了20%~26%;cnt在銅基體中呈連通的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),復合材料的致密度達97%以上。

電子器件為了增加功能和縮小體積，不斷地往小型化發(fā)展。所用布線也越來越細。碳納米管就是適應這種需要，將一層石墨的碳二維層，制成筒狀，成為直徑為數(shù)rim到數(shù)＋nm的圓筒狀碳材料。日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所山田健朗采用有機系銅鍍液，進行電解鍍，使碳納米結(jié)構(gòu)體內(nèi)部析出銅核子，再在氫氣氛下還原處理，最后用水溶性鍍銅也進行第二階段鍍銅，這樣就可以在碳納米管內(nèi)部以及碳納米管之間都鍍上銅，

通過水熱合成方法制備了釩酸鉍(bivo_4)和多壁碳納米管/釩酸鉍(mwcnts/bivo_4)復合材料,用xrd、sem-edx、drs等技術(shù)對所制備的材料進行了表征。研究了在可見光照射下材料降解亞甲基藍溶液(mb)的光催化性能。當摻雜mwcnts后,增強了樣品對可見光的吸收能力,減小了催化劑的帶隙寬度,有利于提高bivo4復合材料在可見光下的光催化活性。在可見光照射下降解亞甲基藍溶液的光催化實驗表明,質(zhì)量含量為10%mwcnts/bivo_4樣品的光催化活性最高,可見光照射3h對亞甲基藍溶液的降解率達91.8%,與純bivo_4相比,其光降解率約提高了近1倍。

碳納米管從物理和化學方面都具有獨特性，它的應用范圍廣泛，從汽車防護零件到修飾電機，從氫氣的儲存到微波吸收等等，都得到了廣泛的應用。所以碳納米管的發(fā)現(xiàn)是材料學，工程制備的一個優(yōu)秀成果。本文從碳納米管的發(fā)現(xiàn)，到對它的簡介，特性的應用以及目前存在的一些亟需解決的問題進行了闡述。并提出了對它未來發(fā)展的建議和展望。

采用原子轉(zhuǎn)移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳納米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此對聚丙烯(pp)進行改性。紅外光譜(ft-ir)及透射電子顯微鏡(tem)測試結(jié)果表明,采用atrp法成功地將pba接枝到多壁碳納米管(mwnt)表面。采用熔融共混法制備了pp/mwnt復合材料,對其力學性能和耐熱性能進行了研究,結(jié)果表明,接枝聚合物的碳納米管提高了復合材料的拉伸強度和沖擊強度,提高了pp的耐熱性。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明顯。

碳納米管是一種一材多能和一材多用的功能材料和結(jié)構(gòu)材料,尼龍/碳納米管復合材料具有優(yōu)異的導電性、超強的力學性能和良好的導熱性,可望用于汽車、飛行器制造、電子機械等領(lǐng)域。對尼龍/碳納米管復合材料的制備方法、主要性能和應用進行綜述。

日本大阪大學與北海道大學共同研制成功碳納米管（cnt）均勻分散的純海棉鈦復合材料，在該材料中添加了0．35％（質(zhì)量）的cnt，從而制得了抗拉強度高達930mpa的復合材料。首先將cnt置入含有界面活性劑的水溶液中，采取超聲波振動攪拌并使cnt分散。海棉鈦粉經(jīng)過這種水溶液浸漬后取出，經(jīng)熱處理除去水分和界面活性劑后制成燒結(jié)體并擠壓成材。

采用電沉積法在鋁基體上制備了鎳一碳納米管復合鍍層，探討了鍍液中碳納米管含量、電流密度、攪拌速率、溫度、電鍍時間等因素對鍍層碳納米管含量和厚度的影響，得出制備鎳一碳納米管復合鍍層的適宜工藝條件為：碳納米管質(zhì)量濃度4g／l，電流密度8a／dm2，攪拌速率440r／min，溫度40℃，沉積時間40rain。采用掃描電鏡和x射線衍射儀對鍍層表面形貌和成分進行分析，通過電化學測試比較了不同鍍層在不同腐蝕介質(zhì)中的耐腐蝕性。與純鎳鍍層相比，鎳一碳納米管復合鍍層的晶粒尺寸更小，表面更粗糙，耐腐蝕性更好。

采用溶膠-凝膠法制備了多壁碳納米管(mwcnts)負載的ito/mwcnts-tio2/ito復合器件,利用sem、xps、uv-vis光譜等技術(shù)對復合樣品進行形貌和結(jié)構(gòu)表征,以液相羅丹明b(rhb)的可見光光催化降解為探針反應,評價mwcnts-tio2復合薄膜的催化活性.xps結(jié)果表明mwcnts與tio2之間沒有形成ti-c鍵.i-v特性表明負載了mwcnts的ito/mwcnts-tio2/ito復合器件的光電流增強.與空白tio2薄膜相比,mwcnts-tio2復合薄膜的可見光光催化降解rhb的速率提高了3.2倍.mwcnts并沒有摻雜到tio2晶格中,而是起到了類似光敏劑的作用,可在可見光激發(fā)下將導帶電子轉(zhuǎn)移到tio導帶上,經(jīng)一系列反應降解rhb有機物.

在溶有單壁碳納米管(swnts)的苯胺溶液中,通過電化學共聚合法成功制備了單壁碳納米管(swnt)/聚苯胺(pani)復合膜.用電沉積法將鉑沉積到swnt/pani復合膜上.樣品的成分和形貌分別用xrd和sem表征.四探針和電化學交流阻抗的研究表明被pani包裹的swnts整齊地排列在復合膜中,從而提高了復合膜的電導率,促進了電荷轉(zhuǎn)移.循環(huán)伏安(cv)說明pt修飾的swnt/pani復合膜對于甲醛氧化具有良好的電催化活性及穩(wěn)定性.研究結(jié)果表明swnt/pani復合膜是一種非常好的催化劑載體,有著廣泛的應用前景.

以多壁碳納米管為填料,氟碳樹脂為成膜物質(zhì),采用機械共混法制備了一種具有自清潔性能的耐腐蝕涂料,利用電化學阻抗譜法測定了碳納米管的臨界濃度,研究了碳納米管的摻量對涂層自清潔性能、物理性能及耐化學品性能的影響。

用聚四氟乙烯對碳納米管(cnts)進行氟化改性,制備了氟化碳納米管(f-cnts),并采用超聲分散法和模具澆注法制備了環(huán)氧樹脂(ep)/f-cnts復合材料。采用紅外光譜、x射線衍射對f-cnts進行了表征,并利用透射電子顯微鏡觀察了f-cnts在丙酮中的分散情況。研究了不同含量的f-cnts對ep/f-cnts復合材料的沖擊性能、彎曲性能的影響。結(jié)果表明,在cnts表面生成了c—f鍵,成功地制備了f-cnts,使cnts之間的纏結(jié)團聚現(xiàn)象得到明顯改善,提高了cnts在有機溶劑中的分散性;當f-cnts含量為1.5%(質(zhì)量分數(shù),下同)時,材料的沖擊強度和彎曲強度最高,分別為25.90kj/m2、128.3mpa。

將二硫代酯化合物作為raft(可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移反應)試劑,采用raft活性聚合方法在碳納米管表面接枝丙烯酸丁酯和馬來酸酐的共聚物,并制備了pc/碳納米管復合材料。利用ft-ir、tem表征接枝后的碳納米管,考察了碳納米管用量對pc/碳納米管復合材料的力學性能的影響,觀察了pc/碳納米管復合材料沖擊斷面形貌。結(jié)果表明,碳納米管表面接枝上了一層聚合物,pc/碳納米管復合材料的力學性能得到了改善。

用球磨法制備了碳納米管/cu復合材料粉末,采用掃描電鏡(sem)對不同工藝制備的復合粉末進行研究。結(jié)果表明,采用兩步實驗,通過調(diào)節(jié)工藝參數(shù),可以得到恰當長度的碳管,能夠?qū)崿F(xiàn)碳管在銅基體中的有效分散。

日本學者滝澤秀一等人研究了在鈦合金中添加碳納米管（cnt）的制造技術(shù)。通過在代表性的鈦合金ti-6al-4v及sp700（ti-4．5al-3v-2mo-2fe）中均一微細分散地添加碳納米管（添加量〈1％，質(zhì)量分數(shù)）及其相應的后續(xù)制造技術(shù)，使合金的強度、延性、剛性大幅度改善。

文章主要綜述了碳納米管/聚氯乙烯復合材料的制備,并對此類復合材料的應用前景進行展望。