在碳纳米管分散中的应用

德衡微射流在碳纳米管分散中的应用

       1991年，日本NEC公司的电子显微镜专家 S.Iijima在观察石墨电弧设备中产生的富勒烯时，在阴极表面沉积物中意外地发现了具有管状结构的纳米碳[1]，即现在最受推崇的碳纳米管（CNTs）。从结构上看碳纳米管是由一层或者多层石墨层片按照一定螺旋角卷曲而成的、直径为纳米量级的圆柱壳体。碳纳米管因其具有较高的长径比，以及独特的机械、物理、化学性能，引起了科学家们极大的兴趣，在储能器件电极材料、复合材料、吸附分离、催化等诸多领域进行了广泛研究。目前，碳纳米管最具潜力的应用是在电子和复合材料领域。在电子领域，它可作为超级电容器、电子传感器、场发射平面显示器、锂离子电池等的制造材料; 在复合材料领域，它可应用于聚合物、金属、陶瓷等新型复合材料的制备。同时，碳纳米管在催化剂领域也获得了深入的研究和应用，另外还可作为特殊的吸附剂应用于环境修复及燃料汽车氢的储存等。 

       由于碳纳米管之间存在着比较强的范德华力，导致很容易缠绕在一起或者团聚成束，严重制约了碳纳米管的应用。如何提高碳纳米管的分散性成为目前迫切需要解决的问题。物理法是比较常用的分散碳纳米管的方法，超声法是一种物理方法，常在实验室内使用，但这种方法存在分散不完全，容易造成碳纳米管损伤，无法连续大规模生产等问题。

       德衡微射流均质设备是一种利用高压微射流技术实现纳米材料分散的精密装备。德衡供应的微射流高压均质设备利用成熟稳定的液压增压技术，在柱塞泵的作用下将液体或固液混悬物料增压，凭借准确的压力调节使物料压力增压到20Mpa至300Mpa之间设定的压力值。被增压的物料，射向具有固定几何形状的金刚石微通道并产生超音速微射流，超音速微射流物料在特定几何通道内受到每秒千万次的物理剪切、对撞、空穴效应、急剧压力降等物理作用力，从而实现纳米材料的分散。

       目前，已有相关利用高压微射流进行碳纳米管分散的研究。例如，Luo等[2][3]开发了结合高压微射流与超声波方法大规模生产碳纳米管分散体的技术，研究了这两种不同工艺处理的swcnts分散体的加工-结构关系，并在同一框架内方便地进行了比较。利用超离心机方法，同时拉曼散射、光致发光光谱进行表观特征分析，证明了微射流处理提高了swcnts束的分散效率。Estrada等[4]在碳纳米管的特性和制造过程中使用微射流的分散方式，研究了影响碳纳米管负载树脂导电性的各种参数。结果表明，碳纳米管负载树脂可以被纳入用于承载应用的常规复合材料中，并提供电磁干扰屏蔽。

       近日，有客户在德衡进行了碳纳米管分散测试，取得理想的效果。

                                                  物料测试中                                                                        测试后的成品