CAJ | 학술논문

实验证明荷能粒子和高能光子能在碳纳米管(CNT)上产生结构性缺陷.根据缺陷浓度可能影响连接在纳米管上功能基团浓度的假设,Skakalova等[1]用SOCl2对γ射线辐照以后的碳壁纳米管进行功能化化学处理.结果发现,由这些碳纳米管制成的纳米管纸(NT-paper),无论是杨氏模量还是导电性都大大增加,但是没有给出的关于辐照剂量和连接在纳米管上功能基团浓度关联的直接证据.本工作对多壁碳纳米管进行剂量分别为50、100、150、200、250kGy的γ辐照.拉曼光谱显示,碳纳米管的结构没有被破坏.将γ辐照后的碳纳米管进行超声氧化,后经酰氯化反应使直链的癸胺被连接到碳纳米管的表面,从而得到有机基团功能化化学修饰的多壁碳纳米管.红外光谱显示,癸胺是通过酰胺键和碳纳米管连接在一起的.元素分析和TGA(热重)分析表明随着辐照剂量的增加,N和H元素的含量增加,提示连接到碳纳米管表面的癸胺的浓度也随着辐照剂量的增加而增加.功能化修饰后的多壁碳纳米管能够溶解于四氢呋喃和丙酮等有机溶剂中,并且它们的溶解度也随辐照剂量而增加.结果证明辐照剂量和连接在纳米管上功能基团浓度直接有关联.但是Skakalova等[1]的实验显示纳米管纸的杨氏模量和导电性在辐照剂量大约为170kGy时达到极大值,作者认为是由于纳米管的缺陷随剂量增加到170kGy时出现的饱和所致.但是我们实验发现,在高达250kGy的剂量范围内,N和H元素的含量、热重失和有机溶剂中的溶解度均随辐照剂量的增加而单调增加,不存在所谓饱和效应.本文研究结果对碳纳米管的化学功能化修饰、纳米管的辐照效应研究和纳米管的应用具有重要应用和理论意义.
실험증명하능입자화고능광자능재탄납미관(CNT)상산생결구성결함.근거결함농도가능영향련접재납미관상공능기단농도적가설,Skakalova등[1]용SOCl2대γ사선복조이후적탄벽납미관진행공능화화학처리.결과발현,유저사탄납미관제성적납미관지(NT-paper),무론시양씨모량환시도전성도대대증가,단시몰유급출적관우복조제량화련접재납미관상공능기단농도관련적직접증거.본공작대다벽탄납미관진행제량분별위50、100、150、200、250kGy적γ복조.랍만광보현시,탄납미관적결구몰유피파배.장γ복조후적탄납미관진행초성양화,후경선록화반응사직련적계알피련접도탄납미관적표면,종이득도유궤기단공능화화학수식적다벽탄납미관.홍외광보현시,계알시통과선알건화탄납미관련접재일기적.원소분석화TGA(열중)분석표명수착복조제량적증가,N화H원소적함량증가,제시련접도탄납미관표면적계알적농도야수착복조제량적증가이증가.공능화수식후적다벽탄납미관능구용해우사경부남화병동등유궤용제중,병차타문적용해도야수복조제량이증가.결과증명복조제량화련접재납미관상공능기단농도직접유관련.단시Skakalova등[1]적실험현시납미관지적양씨모량화도전성재복조제량대약위170kGy시체도겁대치,작자인위시유우납미관적결함수제량증가도170kGy시출현적포화소치.단시아문실험발현,재고체250kGy적제량범위내,N화H원소적함량、열중실화유궤용제중적용해도균수복조제량적증가이단조증가,불존재소위포화효응.본문연구결과대탄납미관적화학공능화수식、납미관적복조효응연구화납미관적응용구유중요응용화이론의의.