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碳納米管/殼聚糖復(fù)合泡沫及其力學(xué)性能研究

發(fā)布時(shí)間:2025-01-07 01:22
  本論文使用冰模板法制備了碳納米管/殼聚糖復(fù)合泡沫材料。這種泡沫材料具有規(guī)整定向排列的層狀結(jié)構(gòu),其層厚度和層間孔道分別在亞微米和微米級(jí)別且尺寸均勻。我們通過XRD衍射、傅里葉變換紅外光譜和掃描電鏡對(duì)其微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,通過熱重分析實(shí)驗(yàn)對(duì)其熱穩(wěn)定進(jìn)行表征。通過循環(huán)壓縮實(shí)驗(yàn)測(cè)試,我們發(fā)現(xiàn)碳納米管/殼聚糖復(fù)合泡沫的彈性比純殼聚糖泡沫有顯著提高。我們還發(fā)現(xiàn)冷凍速率、復(fù)合泡沫中碳納米管體積分?jǐn)?shù)和泡沫的密度是影響碳納米管/殼聚糖復(fù)合泡沫彈性和機(jī)械強(qiáng)度的主要因素。由于在低的冷凍速率下可形成較少的枝晶和較大的片層厚度,所以在低冷凍速率(6mm/min)下制成的碳納米管/殼聚糖復(fù)合泡沫的力學(xué)性能要優(yōu)于高冷凍速率(10 cm/min)的;隨著碳納米管體積分?jǐn)?shù)的增加,碳納米管/殼聚糖復(fù)合泡沫的彈性增強(qiáng),在體積分?jǐn)?shù)為0.48vo1%時(shí)達(dá)到最大值(原長(zhǎng)的87%),隨后由于低殼聚糖濃度造成的基體不連續(xù)性和碳納米管的團(tuán)聚,泡沫的彈性隨之下降;密度較大(0.02g/cm3)的碳納米管/殼聚糖泡沫的力學(xué)性能要優(yōu)于密度較小(0.01g/cm3)的泡沫。

【文章頁(yè)數(shù)】:63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】:碩士

【部分圖文】:

圖1.1單壁碳納米管和多壁巧納米管??Fig?1.1?Single-walled?and?double-walled?carbon?nanotubes??

圖1.1單壁碳納米管和多壁巧納米管??Fig?1.1?Single-walled?and?double-walled?carbon?nanotubes??

兩端基本都封曰的特殊結(jié)構(gòu)1^1。它由六邊形排列的碳原子構(gòu)成層狀的同軸圓管,層與層??之間約為0.34nm距離,其管徑約2 ̄20nmti2]。因?yàn)樘技{米管可W看成是石墨稀片層卷曲??而成,所W根據(jù)片層數(shù),碳納米管可W分為單壁碳納米管(如圖1.1)和多壁碳納米管(如??圖1.2)?[....


圖1.3冰模板法原理??Fig?1.3?Scheme?of?Ice-templating?method??

圖1.3冰模板法原理??Fig?1.3?Scheme?of?Ice-templating?method??

溶液或者懸浮液。然后根據(jù)所需要所要制作樣品的形狀,將溶液放入相應(yīng)形狀的容器中。??然后在根據(jù)溶液的凍結(jié)點(diǎn)形成一個(gè)溫度場(chǎng),將溶液和水一起凍結(jié)。在水結(jié)冰過程中,冰??晶在恒溫溫度場(chǎng)因?yàn)闇囟炔钛刂潭ǚ较蛟鲩L(zhǎng),如圖1.3所示。眾所周知,一般物質(zhì)幾??乎不溶于冰晶中,所化溶質(zhì)會(huì)被從溶液中....


圖2.1?(a)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,(b)和(c)碳納米管/殼聚糖復(fù)合泡沫的制備原理??Fig?2.1?The?experimental?set:叩(a)?and?proc?

圖2.1?(a)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,(b)和(c)碳納米管/殼聚糖復(fù)合泡沫的制備原理??Fig?2.1?The?experimental?set:叩(a)?and?proc?

加入殼聚糖溶液中,經(jīng)超聲處理使得CNTs均勻分散在殼聚糖溶液中。接下來將碳納米??管和殼聚糖的混合分散液加入到一個(gè)直徑為1.3?cm的聚丙婦管中,所需要的速度將聚??丙賭管垂直浸入到液氮(-196?°C)中,直到分散液被完全凍結(jié)(見圖2.1),然后使用??冷凍干燥機(jī)將樣品干燥48....


圖2.3?(a)幾基改性的碳納米管,(:b)殼聚糖粉末,(c)殼聚糖泡沫材料,和(d)碳納米管??/殼聚糖復(fù)合泡沫材料的XRD衍射圖片??F"ig.?2.3?XRD?patterns?of?(a)?carboxyl?mo出fied?CNTs,(b)?raw?chUosan?powders,?(C)?chitosan?foams??

圖2.3?(a)幾基改性的碳納米管,(:b)殼聚糖粉末,(c)殼聚糖泡沫材料,和(d)碳納米管??/殼聚糖復(fù)合泡沫材料的XRD衍射圖片??F"ig.?2.3?XRD?patterns?of?(a)?carboxyl?mo出fied?CNTs,(b)?raw?chUosan?powders,?(C)?chitosan?foams??

tweezers?is?unloaded.??2.?4.1?XRD衍射分析和討論??圖2.3展示了錢基改性的碳納米管、未經(jīng)處理的殼聚糖粉末、殼聚糖泡沫材料和碳??納米管/殼聚糖賓合泡沫材料的XRD衍射圖像。??-16?-??



本文編號(hào):4024281

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