论文摘要
碳纳米管作为一种新型的碳结构自从1991年被发现后,就因其优越的力学、电学等性能迅速成为物理、化学、材料及生物领域的研究热点。但由于其在很多溶剂中分散性不好且表面缺少官能团限制了其在很多领域的应用。因此,碳纳米管的功能化及制备基于功能化碳纳米管的纳米复合物或纳米器件近年来得到了广泛的研究。通过共价连接、吸附、机械共混或其他方法已制备了聚合物、有机小分子、表面活性剂、金属及纳米颗粒修饰的碳纳米管。本论文针对该领域存在的一些基本问题,开展了离子型水溶性碳纳米管的合成及应用研究。采用比较简便的途径合成了正离子、负离子基团功能化的碳纳米管,并合成了一个可以很容易转变为氨基、羧基、羟基或其它基团的功能化碳纳米管的反应平台;进而结合国际纳米等领域的前沿研究成果,以这些功能化的碳纳米管为纳米反应器或捕集器,制备了磁性、发光碳纳米管和贵金属晶体负载的碳纳米管。具体工作及结果如下:1.合成了带正离子基团的碳纳米管并将其用作静电自组装纳米支撑体和模板制备碳纳米管/量子点和碳纳米管/磁性粒子杂化体。应用两种方式合成了氨基修饰的碳纳米管:1)应用原位原子转移自由基聚合（ATRP）的方法将聚甲基丙烯酸- 2 -（N , N -二甲氨基）乙酯接枝到碳管表面,然后通过季氨化反应将其转化成正电性聚合物修饰的碳纳米管;热重分析表明所得的三个聚合物修饰碳纳米管样品中聚甲基丙烯酸- 2 -（N , N -二甲氨基）乙酯的含量分别为25, 60及80%;所得产物的结构、形貌通过核磁、扫描电镜及透射电镜进行了表征;2)通过羧化、酰氯化进而与对苯二胺反应得到表面有氨基修饰的碳纳米管（MWNT-NH2）。
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