天然有机质模型化合物分子结构对碳纳米管分散性的影响

作者：王朋; 张迪^*; 石林; 于梦梦; Ghosh Saikat

来源：中国环境科学, 2018, 38(09): 3429-3436.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.2018.0371

• 天然有机物替代物
• 分子结构
• 碳纳米管
• 分散

研究了不同分子结构的天然有机物质(NOM)模型化合物单宁酸(TA)、没食子酸(GA)和十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对碳纳米管(CNTs)分散性的影响.通过计算得出,TA的临界胶束浓度(CMC)为1.12mmol/L,SDBS的CMC为0.24mmol/L,GA在所测试的浓度范围内没有形成胶束.比较NOM在CNTs表面的吸附过程和CNTs的分散过程,表明空间位阻和胶束包裹是2个促进CNTs分散的主要机理.借助透射电子显微镜(TEM)和测量悬浮的CNTs的平均流体动力学直径(DLS)结果表明,TA在较少的固相吸附量(Se≈0.01mmol/g)就能使CNTs分散,归因于其吸附后刚性芳香三维结构的TA能形成的较大空间位阻;同样具有芳香平面结构的GA分子在CNTs表面的吸附需要达到一定的厚度(Se>0.2mmol/g),才能有效地分散CNTs;具有烷基脂肪链的SDBS,需要在形成半胶束或胶束后(Se>0.13mmol/g)CNTs才能有效地被分散.芳香族刚性结构和脂肪族柔性结构的模型化合物对CNTs的分散效果和机理存在较大的差别.

• 单位
  昆明理工大学; 环境科学与工程学院