用表面活性剂分散纳米管:微观统计机械分析
Nikhil Patel1, Sergei A Egorov
1Department of Chemistry, University of Virginia, Charlottesville, VA 22901, USA.
Journal of the American Chemical Society
|October 13, 2005
概括
这项研究表明,使用阴离子表面活性剂,在临界微粒度以下,稳定的碳纳米管分散是可能的. 表面活性剂随机吸附到纳米管表面,而不是形成.
科学领域:
- 物理化学 物理化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 碳纳米管 (CNTs) 是具有各种应用的关键纳米材料.
- 由于聚合,在水溶液中实现稳定的CNT分散具有挑战性.
- 表面活性剂稳定是一种防止CNT聚合的常见方法.
研究的目的:
- 理论上研究碳纳米管分散的稳定机制,使用阴离子表面活性剂.
- 为了确定稳定的CNT分散的最佳表面活性剂度.
- 为了阐明表面活性剂在CNT表面的吸附行为.
主要方法:
- 使用密度函数理论 (DFT) 来计算CNT之间的平均力潜力.
- 在n-脱三甲基化 (一种阴离子表面活性剂) 的水溶液中模拟CNTs.
- 分析表面活性剂头部和尾部段的计算密度概况.
主要成果:
- 在表面活性剂大度低于临界菌度 (CMC) 的情况下,可以实现稳定的CNT分散.
- 计算密度概况显示,表面活性剂分子在CNT表面上的随机吸附.
- 这些发现与来自小角度中子散射 (SANS) 测量的实验观测结果一致.
结论:
- 理论模型成功地预测了稳定的CNT分散的条件.
- 表面活性剂的吸附是非状的,在CNT表面上随机发生.
- 这项研究为设计各种应用的稳定CNT配方提供了理论基础.


