脉冲激光轰击法原位制备自组装sp~3纳米碳团簇及其聚合物复合材料的研究

论文摘要

采用本课题组提出的脉冲激光轰击浸于流动液相中固体靶（PLA—IT/SFL:Pulsed Laser Ablation at the Interface of FargetSubmerged in Flowing Liquid）的新方法,在不同组成的微乳液液相中成功制备并组装了sp3纳米碳团簇,通过 TEM、UV-Vis、FT-IR、Fluorescence spectrum等方法对其形貌、结构、性质进行了表征。研究结果表明微乳液的组成对所得碳颗粒的形貌及性质有很大影响。 采用PLA-IT/SFL法成功制备了纳米碳/聚甲基丙烯酸甲酯的乙酸乙酯溶胶,并由此获得了相应的纳米碳-聚甲基丙烯酸甲酯（C-PMMA）复合薄膜材料。用重量差法求得该复合材料中纳米碳的质量百分含量,并通过 TEM、UV-Vis、FT-IR、Fluorescencespectrum、XRD、DMTA、TG和DSC等方法对溶胶及复合薄膜材料的形貌、结构、性质进行了表征。研究结果表明纳米碳的加入对聚甲基丙烯酸甲酯的材料性能有很大影响。

论文目录

• 内容提要
• 英文摘要
• 目录
• 中文摘要
• 3纳米碳团簇制备与自组装研究进展'>第一章 Sp³纳米碳团簇制备与自组装研究进展
• 1 纳米碳的结构、性质及制备
• 1.1 纳米金刚石
• 1.1.1 纳米金刚石的结构与性质
• 1.1.2 纳米金刚石的制备
• 1.1.2.1 爆炸法
• 1.1.2.2 炸药爆轰法
• 1.1.2.3 激光法
• 1.1.2.4 其他方法
• 1.2 富勒烯
• 1.2.1 富勒烯的结构
• 1.2.2 富勒烯的性质
• 1.2.3 富勒烯的制备方法
• 1.2.3.1 激光蒸发石墨法
• 1.2.3.2 电弧法
• 1.2.3.3 苯火焰燃烧法
• 1.2.3.4 高频加热蒸发石墨法
• 1.2.3.5 萘高温分解法
• 1.2.4 富勒烯的研究前景展望
• 1.3 碳纳米管
• 1.3.1 碳纳米管的结构与分类
• 1.3.2 碳纳米管的制备
• 1.3.2.1 石墨电弧法
• 1.3.2.2 催化裂解法（又称CVD法）
• 1.3.2.3 激光蒸发法
• 1.3.2.4 其他方法
• 1.3.3 碳纳米管的研究前景展望
• 2 纳米-团簇的自组装研究进展
• 2.1 纳米团簇自组装概述
• 2.1.1 纳米团簇
• 2.1.2 自组装
• 2.1.2.1 自组装定义
• 2.1.2.2 自组装的工作原理
• 2.1.3 纳米团簇自组装的两种方法
• 2.1.4 纳米团簇自组装的意义
• 2.2 纳米微球的自组装
• 2.3 一维纳米结构的自组装
• 2.3.1 纳米线、纳米棒
• 2.3.2 纳米管
• 2.4 二维纳米结构的自组装
• 2.4.1 基于化学吸附的自组装纳米薄膜技术
• 2.4.1.1 自组装单层膜
• 2.4.1.2 自组装多层膜
• 2.4.2 基于物理吸附的自组装纳米薄膜技术
• 2.4.2.1 基于静电物理吸附的自组装纳米薄膜技术
• 2.4.2.2 基于其它物理吸附的自组装纳米薄膜技术
• 2.5 三维纳米结构的自组装
• 2.6 结论
• 3 脉冲激光轰击法制备纳米材料的发展状况
• 3.1 激光法的优点
• 3.2 脉冲激光轰击法制备纳米材料的主要方法
• 3.2.1 脉冲激光轰击法
• 3.2.2 脉冲激光诱导液-固界面反应法
• 3.2.3 脉冲激光轰击浸于流动液相中固体靶法
• 3.3 结论
• 第二章 实验方法及原理
• 1 实验装置
• 2 实验方法
• 3 实验原理
• 3.1 PLA-IT／SFL法实验原理
• 3.2 自组装过程实验原理
• 4 实验特点
• 3纳米碳团簇的研究'>第三章 脉冲激光轰击法原位制备自组装sp³纳米碳团簇的研究
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 原材料与试剂
• 2.2 仪器与装置
• 2.3 实验过程
• 2.3.1 微乳液的配制
• 2.3.2 碳团簇的激光制备
• 2.4 表征方法
• 3 结果与讨论
• 5H₁₁OH／n-C₉H₂₀／H₂O为流动相获得的纳米碳溶胶的表征'>3.1 以OP／n-C₅H₁₁OH／n-C₉H₂₀／H₂O为流动相获得的纳米碳溶胶的表征
• 3.1.1 透射电镜分析（TEM）
• 3.1.2 傅立叶红外光谱分析（FT-IR）
• 3.1.3 紫外-可见光谱分析（UV-Vis）
• 3.1.4 荧光光谱分析
• 4H₉OH／n-C₇H₁₆／H₂O为流动相获得的纳米碳溶胶的表征'>3.2 以SDS／n-C₄H₉OH／n-C₇H₁₆／H₂O为流动相获得的纳米碳溶胶的表征
• 3.2.1 透射电镜分析（TEM）
• 3.2.2 傅立叶红外光谱分析（FT-IR）
• 3.2.3 荧光光谱分析
• 4 结论
• 第四章 脉冲激光轰击法连续制备纳米碳—聚甲基丙烯酸甲酯复合材料的研究
• 1 前言
• 2 实验部分
• 2.1 原料与试剂
• 2.2 仪器与装置
• 2.3 C-PMMA的乙酸乙酯溶胶及其复合薄膜材料的制备
• 2.4 表征方法
• 3 结果与讨论
• 3.1 C-PMMA复合薄膜中纳米碳含量的计算
• 3.2 TEM分析
• 3.3 UV-Vis分析
• 3.4 FT-IR分析
• 3.5 荧光光谱分析
• 3.6 XRD分析
• 3.7 DMTA分析
• 3.8 TG分析
• 3.9 DSC分析
• 4 结论
• 参考文献
• 致谢