碳纳米管吸附性能的研究
碳纳米管
碳纳米管（CNTs ）自从在1991年被Iijima 发现和在1992年被Ebbesen T W 大量制备成功后，得到了非常强烈的关注。
由于其特殊的结构和出色的物理和化学性能，其在应用研究方面已获得很大的进展，如储氢材料，催化剂载体，和超级电容器。
当它使用在储氢、催化剂的支持和电容器的领域时，碳纳米管具有较高的比表面积和适当的孔隙结构就显得很必要。
封闭式swnts 的理论外部比表面积是1315g m /2，而开式的swnts 的比表面积可以达到2630g m /2，其实最有价值的碳素材料。
但作为活化碳纳米管，特别是多壁碳纳米管有着比理论值低得多的比表面积，所以如何获得高比表面积的碳纳米管，并控制其孔隙结构是一个热门领域碳纳米管科学。
现在主要有两种方法来实现这些目标。
第一种方法是通过优化生产条件，使它们直接合成。
例如，Bacsa 率等合成了单壁碳纳米管的混合物和双壁碳碳纳米管（双壁碳纳米管）采用)20.0,10.0,025.0(1=-x O Co Mg x x 作为催化剂，它的比表面积达到了790g m /2.据报道Inoue S et al 研究的多孔性质的碳纳米管的总表面积时268g m /2；第二种方法是通过物理和化学的方法改良活化碳纳米管。
Herandi K et al . 以CO -沸石为催化剂制备单壁碳纳米管的混合物和碳纳米管，其经过氟化氢处理后的试样比表面积是653g m /2，但是经过高锰酸钾进一步的氧化后却下降到312g m /2，Eswaramoorthy M et al.用盐酸和硝酸处理碳纳米管是为了提高比表面积，Raymundo Pinero E et al 通过氢氧化钾激活了两种形式的多壁碳纳米管。
在600度乙炔在对钴支撑的二氧化硅中分解，而在800度用其催化碳纳米管，使碳纳米管具有活性，这时它们的比表面积被从456g m /2提升到1184g m /2，而对钴颗粒固态合成碳纳米管解决方案达到877g m /2。
纳米碳材料的特性及应用
纳米碳材料的特性及应用纳米碳材料是指由碳原子组成的材料，在纳米尺度下具有特殊的物理、化学和电子性质。
常见的纳米碳材料包括纳米管、纳米颗粒和石墨烯等。
纳米碳材料具有以下特性：1. 巨大的比表面积：纳米碳材料具有极高的比表面积，使其具有优异的吸附性能和催化性能。
比表面积的增大有助于提高材料的活性。
2. 准一维或二维结构：纳米碳材料常常具有准一维或二维结构，例如碳纳米管是一种具有管状结构的材料，石墨烯是一种单层碳原子排列成二维平面结构的材料。
这种结构使纳米碳材料具有特殊的电子和光学性质。
3. 高导电性和高机械强度：纳米碳材料具有优异的导电性和机械强度。
其中，碳纳米管具有优异的导电性和力学性能，是一种理想的导电材料。
石墨烯也具有较高的导电性和机械强度，具有广泛的应用前景。
4. 优异的光学特性：纳米碳材料具有优异的光学特性，例如碳纳米管具有独特的吸收和发射光谱特性，可以应用于光电器件和生物标记。
纳米碳材料在许多领域具有广泛的应用，包括以下几个方面：1. 电子学应用：由于纳米碳材料具有优异的导电性和机械强度，常用于制备导电材料和电子器件。
碳纳米管和石墨烯等纳米材料可用于制备柔性电子器件、场发射材料和导电粘合剂等。
2. 催化应用：纳米碳材料具有较大的比表面积和良好的催化性能，可用作催化材料。
纳米碳材料在催化剂的设计和开发中起到重要的作用，特别是碳纳米管在应用于催化反应中具有较高的活性和选择性。
3. 吸附材料：纳米碳材料具有巨大的比表面积和优异的吸附性能，可用作吸附剂。
纳米碳材料对有机物质和重金属离子等具有良好吸附能力，可应用于环境污染物的吸附和处理。
4. 生物医学应用：纳米碳材料在生物医学领域具有广泛的应用。
纳米碳材料具有较好的生物相容性和生物活性，可以用于生物传感器、药物传递、组织工程和生物成像等方面。
5. 能源存储和转换：纳米碳材料在能源领域具有重要的应用价值。
碳纳米管和石墨烯等纳米材料具有较高的电导率，可用于制备电池电极材料、超级电容器和燃料电池等。
碳纳米管的性质与应用
研究碳纳米管的发光性质从其发光位置着手 研究。单壁纳米碳管的发光是从支撑纳米碳管的 金针顶附近发射的，并且发光强度随发射电流的 增大而增强；多壁纳米碳管的发光位置主要限制 在面对着电极的薄膜部分，发光位置是非均匀的， 发光强度也是随着发射电流的增大而增强。碳纳 米管的发光是由电子在与场发射有关的两个能级 上的跃迁而导致的。研究表明单壁纳米碳管的光 吸收随压力的增大而减弱，其原因在于压力的变 化会导致纳米碳管对称性的改变。
碳纳米管的性质与应用
应化0804 报告人：赵 开
主要内容
碳纳米管的简介
碳纳米管的性质
碳纳米管的应用 碳纳米管的展望
碳纳米管的简介
碳纳米管（CNT）是碳的同素异形体 之一，是由六元碳环构成的类石墨平面卷 曲而成的纳米级中空管，其中每个碳原子 通过SP2杂化与周围3个碳原子发生完全键合。 碳纳米管是由一层或多层石墨按照一定方 式卷曲而成的具有管状结构的纳米材料。 由单层石墨平面卷曲形成单壁碳纳米管 （SWNT），多层石墨平面卷曲形成多壁碳 纳米管（MWNT）。
碳纳米管的展望
由于碳纳米管具有非常好的性能，其 尺寸又处于纳米级，因而具有很好的应用 前景，受到了多个领域研究者的广泛关注。 随着其应用研究的进展，势必引起一场科 技革命的新突破，并带动一系列相关高科 技产业的兴起与发展。在不久的将来，基 于碳纳米管的多种现代化产品将会真正进 入我们的生活，对社会的发展势必将起到 极大的推动作用。
碳纳米管在电磁学领域的应用：
碳纳米管具有良好的导电性，是一种可用于制备修饰 电极和电化学传感器的优良材料。将碳纳米管对传统电极 进行修饰可以降低氧化过电势，增加峰电流，从而改善分 析性能，提高方法选择性和灵敏度。因此，碳纳米管作为 修饰电极材料已广泛应用于分析化学领域。利用碳纳米管 的场致电子发射性能可用于制作平面显示装置，使之更薄、 更省电，从而取代笨重和低效的电视和计算机显示器。碳 纳米管的优异场发射性能还可使其应用于微波放大器、真 空电源开关和制版技术上，可用于大规模集成电路、超导 线材、超电容器，也可用于电池电极和半导体器件。碳纳 米管的直径比以往用的针尖小得多，用碳纳米管作为扫描 探针能大大提高其分辨率。利用碳纳米管的金属导电性和 半导体性能，碳纳米管还被用于制作分子级开关、半导体 器件等。
关于碳纳米管的研究报告进展综述
关于碳纳米管的研究进展1、前言1985年9月，Curl、Smally和Kroto发现了一个由个60个碳原子组成的完美对称的足球状分子，称作为富勒烯。
这个新分子是碳家族除石墨和金刚石外的新成员,它的发现刷新了人们对这一最熟悉元素的认识,并宣告一种新的化学和全新的“大碳结构”概念诞生了。
之后,人们相继发现并分离出C70、C76、C78、C84等。
1991年日本的Iijima教授用真空电弧蒸发石墨电极时,首次在高分辨透射电子显微镜下发现了具有纳米尺寸的碳的多层管状物—碳纳米管。
年,日本公司的科学家和匆通过改进电弧放电方法,成功的制备了克量级的碳纳米管。
1993年，通过在电弧放电中加入过渡金属催化剂,NEC和IBM研究小组同时成功地合成了单壁碳纳米管；同年，Yacaman等以乙炔为碳源，用铁作催化剂首次针对性的由化学气相沉积法成功地合成了多壁碳纳米管。
1996年,我国科学家实现了碳纳米管的大面积定向生长。
1998年,科研人员利用碳纳米管作电子管阴极同年,科学家使用碳纳米管制作室温工作的场效应晶体管;中国科学院金属研究所成会明研究小组采用催化热解碳氢化合物的方法得到了较高产率的单壁碳纳米管和由多根单壁碳纳米管形成的阵列以及由该阵列形成的数厘米长的条带。
1999年,国的一个研究小组制成了碳纳米管阴极彩色显示器样管。
2000年,日本科学家制成了高亮度的碳纳米管场发射显示器样管。
2001年,Schlitter等用热解有纳米图形的前驱体,通过自组装合成了单壁碳纳米管单晶,表明已经可以在微米级制得整体材料的单壁碳纳米管,并为宏量制备指出了方向。
2、碳纳米管的制备方法获得大批量、管径均匀和高纯度的碳纳米管,是研究其性能及应用的基础。
而大批量、低成本的合成工艺是碳纳米管实现工业化应用的保证。
因此对碳纳米管制备工艺的研究具有重要的意义。
目前,常用的制备碳纳米管的方法包括石墨电弧法、化学气相沉积法和激光蒸发法。
一般来说,石墨电弧法和激光蒸发法制备的碳纳米管纯度和晶化程度都较高,但产量较低。
神奇的储氢材料——碳纳米管
Something about energy
1、化石能源短缺 石油、天然气、煤炭使用时间有限； 汽车、火车、轮船、飞机的大量普及…… 2、环境的要求：环境友好型 3、可持续发展的压力：节能环保
实现了氢能的普及，必将是人类历史的一大创举。
1、加氢站 2、燃料电池
3、航空航天领域
北京奥运会期间的氢能源公交车
1）1970年阿波罗登月飞船 使用液氢为燃料 2）我国长征三号系列火箭 液氢液氧为燃料
欧洲空中客车公司，美国波音公司等制定了氢气 内燃机的发展规划
燃料电池公共汽车（FCB） 1993年第一辆燃料电池大客车由加拿大巴拉德 公司开发成功。
活性炭 石墨纳米纤维
碳纳米管
78 65
200—400
4.2 常压
常压
6.8% 8.2%
8%
如果将某些金属与碳纳米管结合使用，即 将碳纳米管掺杂，储氢效果会更好。
下面是从文献中获取的部分数据：
在用碳纳米管存储氢气时，应该加大储氢压力， 并且适当降低存储温度为佳。需要选择合适的 优化组合方式，来达到效益最大化。
• 又叫巴基管，碳的同素异形体 • 由单层或多层石墨片绕中心按一定角度卷曲而成 的无缝、中空纳米管
单壁碳纳米管 直径为1-6 nm
多壁碳纳米管 直径nm → μm
CNT的性质
1、优异的学性能.
碳纳米管的硬度与金刚石相当，却拥有良好的柔韧性， 可以拉伸。碳纳米管的长径比一般在1000:1以上，是理 想的高强度纤维材料。 碳纳米管的强度比同体积钢的 强度高100倍，重量却只有后者的1/6到1/7。碳纳米管 因而被称“超级纤维”。碳纳米管置于1000Pa的水压 下,碳纳米管被压扁,撤去压力后，碳纳米管像弹簧一样 立即恢复了形状，表现出良好的韧性。
纳米碳管在催化剂中的应用研究
纳米碳管在催化剂中的应用研究一、碳纳米管的简介碳纳米管（Carbon nanotubes，CNTs）是一种一维的结构，由碳原子形成纳米尺度的管状物质，在物理、化学、材料科学等领域都具有广泛的应用前景。
碳纳米管单壁的直径通常为1-3 nm，在外径大致相同的情况下，壁厚可以等于单壁厚度，也可以有多壁壁层。
二、纳米碳管在催化剂中的作用催化剂是在化学反应中加快反应速率的物质，它本身并不参与反应过程，而是通过调节反应中的能量变化，实现反应条件的提高，从而促使化学反应的进行。
碳纳米管的结构、性质和表面的化学反应活性使其在催化剂中拥有独特的应用优势。
1. 催化剂支撑材料碳纳米管是一种极其优异的催化剂载体，因其优异的阻塞性能、高比表面积、良好的导电性、高的热稳定性和循环稳定性，使得其可以作为非常理想的催化剂载体来使用。
它可以将催化活性剂稳定地固定在表面上，增加反应过程中的反应基团表面密度，增加反应速率和催化效果。
2. 活性催化剂组分碳纳米管本身也具有催化活性，能够在催化反应中提供表面上的活性位点和催化反应，例如常见的氧化还原反应、还原反应、酯化反应、电荷转移反应等。
在某些反应中，碳纳米管具有比常规催化剂更强的反应选择性，更低的反应温度，更高的催化效率和更快的反应速率。
3. 电催化剂碳纳米管在电化学反应中也具有广泛的应用前景，其能够吸附活性氧和氢气等，从而作为阴、阳极催化剂。
此外，碳纳米管还可以作为超级电容器的核心材料，并且也可以应用在直接甲醇燃料电池中等电化学领域。
三、纳米碳管催化剂研究进展1. 金属催化剂的纳米碳管载体碳纳米管作为金属催化剂的载体具有协同催化作用，为氢化反应、酯化反应、氧化反应等一系列反应提供多种选择。
研究表明，使用纳米碳管作为催化剂载体可以实现对反应活性组分的定向修饰，提高反应性能和催化剂稳定性。
2. 有机功能化纳米碳管催化剂在不同的功能性化物质表面，可以通过非常简单的化学处理方法将这些材料修饰在纳米碳管表面上。
碳纳米管的研究现状及应用
１制备方法
高纯度和高产率碳纳米管的制备是碳 纳米管研究的一个重点 。 近年来 ， 人们 已经 成功地研 制 了多种碳纳 米管的制 备方法 ， 下面 重点讲述 了几种常见的制备 方法 。
１１电弧 法 ． 电弧 法 是最 早的 制备 碳纳 米 管的 方
法 和 浮游 法 。 （） １基体法 基体 法就是 用石墨或 陶瓷作为基体 ，
浮游法就是直接加热催化剂前驱体使 其成 气态 ，同时 与气态烃 被 引入 反应 室 ， 在不同温区完成各 自分解 ，分解的催化剂 原子逐渐聚集成纳米级颗粒 ，浮游在反应 空 间，分解的碳原子在催化剂颗粒上析出
度下利用等离子体或激光 照射含催化剂的 石 墨靶 ，所形成 的气态碳和催化剂颗粒被
在碳纳米管 内，由于 电子的量子限域 所致 ，电子只能在石墨片中沿着碳纳米管 的轴向运动 ，因此碳纳米管表现出独特 的 电学性能。它既可以表现出金属的电学性 能又 可以 表现 出半 导体 的 电学性 能 。
Ｈｍａ ａ ｄ 、Ｍｉｔ ｒ 和 Ｓ ｉ ｎ ｍｉ ｅ ａｔ ｏ等根据理论模
管的研究取得高速发展 ，尤其在制备及应
２碳纳米管的性能及应用
由于碳纳米管具有种种优异特性 ，人 们 已经开始大力研 究其实际应用。以下主
要从三个方面 介绍碳 纳米管的性能 及其应
用 。
１３催化热解法 ．
管是一种具 有独特结构的一 维量子材料 ， 由石 墨碳原子层卷 曲而成 ，管直径一般为 １金属元素 Ｆ ｅ、ＣＯ、Ｎｉ 或其 组合 ，有 时 几纳 米到 几十纳 米 ，管 壁厚 度仅 为几纳 也添加稀土等其他元素及化合物 。相对其
米管（ ａ ｂ ｎ ａ ｏｕ ｅ Ｃ ｒ ｏ ｎ ｎ ｔｂ ，简称 Ｃ ＮＴ） ， ｆ “ 开辟 了碳科学发展的新篇章 ，其独特的结
侧链聚乙二醇化单壁碳纳米管的制备及阻抗蛋白吸附的研究
文章 编 号 ： ｌ ０ ０ ７ — ７ ３ ８ ３ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ ０ ６ ３ ４ ０ ６
侧 链 聚 乙二醇 化 单壁碳 纳米 管 的制 备 及 阻抗 蛋 白 吸 附 的 研 究
张 国祥 ， 刘志勇 ， 贾 鑫
（ 石 河 子 大学 化 学 化 工 院／ 新疆 兵 团 化工 绿 色 过程 重 点 实 验 事 ／ 省 部共 建 国 家重 点 实 验 室 培 育基 地 ， 河子 ８ ３ ２ ０ ０ ３ ） 摘要 ： 聚 乙二 醇 化 单 壁 碳 纳 米 管 具 有 很 好 的 生 物 相 容性 ， 是 目前 学 界 研 究 的 一 个 热 点 问题 ， 有 望 成 为新 一 代 药 物 载 体 。本 文 通 过 多 巴 胺 化 学 和 表 面 引 发原 子转 移 自由ｇ － Ｎ＃ （ Ｓ Ｉ — Ａ ＴＲ Ｐ ） 相结合的方法 ， 以 甲基 丙 烯 酸 寡 聚 乙 ＿ ＿ 二 醇 酯
（ （ ） Ｅ Ｇ － ＭＡ） 为 单体 ， 制 备 了 ４种 不 同 分 子 链 段 长 度 的 聚 甲 基 丙 烯 酸 寡 聚 乙 二 醇 酯 （ Ｐ （ ） Ｅ ＧＭＡ） 修饰的 Ｓ ＷＮＴ
（ Ｓ ＷＮＴ ｓ ＠Ｐ （ ） Ｅ Ｇ ＭＡ） ， 并进行了热重（ Ｔ ＧＡ） 、 红 外（ Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ ） 、 ｘ衍射光电子能谱（ Ｘ Ｐ Ｓ ） 以及 透 射 电 镜 （ Ｔ Ｅ Ｍ） 表征 ，
Ｍ Ａ ）ｗ ｉ ｔ ｈ ｄｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎｔ ＰＯ ＥＧ Ｍ Ａ ｓ ｅ ｇ ｍｅ ｎｌ ｓ ｗｅ ｒ ｅ ｐ ｒ ｅｐ ａ ｒ ｅ ｄ ｂｙ ａ ｃ ｏ ｍ ｂｉ ｎａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｍｕ ｓ ｓ ｅ ｌ ｉ ｎ ｓ ｐｉ ｒ ｅ （ １ ｃ ｈｅ ｍｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ａ ｎｄ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅｉ ｎ ｉ ｔ ｉ ａ ｔ ｃ ｄ ａ ｔ ｏ ｎ １
单壁碳纳米管储氢材料的研究与发展
单壁碳纳米管储氢材料的研究与发展摘要:随着能源危机和环境问题的日益加剧，新能源的开发势在必行。
氢能以其丰富来源、零污染及广泛的利用途径等优点，被公认为人类未来的理想能源。
而氢能的开发和利用，涉及到氢气的制备、储存、运输、和应用四大关键技术。
储氢材料的开发是解决氢能应用中氢气存储难题的关键。
近年来，由于纳米材料制备技术的快速发展，碳和纳米储氢成为储氢材料的研究焦点。
单根碳纳米管具有很大的比表面积，是一种潜在的微孔吸附材料。
关键词:储氢，单壁碳纳米管，进展11引言氢是自然界中最普遍的元素，资源无穷无尽，不存在枯竭问题。
氢的热值高，燃烧产物是水，无污染，可循环利用。
20世纪70年代以后，由于对氢能源的研究和开发日趋重要，首先要解决氢气的安全贮存和运输问题，储氢材料范围日益扩展。
碳纳米管(CNTS)是一种重要的储氢材料，由于其特殊的分子结构和优良的吸、放氢性能，引起了世界各国许多领域专家的广泛关注，并开展了大量有关储氢方面的研究.碳纳米管的储氢量大，一般可达到10wt%，有的甚至可达到60wt%以上[1]，已被国际能源协会列为重点发展项目[2，3]。
美国能源部(DOE)提出的目标是质量储氢容量不低于6.5%,体积储氢量不62kg/m3[4]。
单壁纳米碳管具有十分独特的结构特征，应用领域也十分广泛。
然而，单壁纳米碳管的大规模制备和纳米碳管的定向排列却始终是瓶颈，大大限制了对单壁纳米碳管的应用研究；在纳米碳管的各种优异性能中，纳米碳管的场发射特性尤其引人注目，用于评价纳米碳管阵列场发射性能优劣的重要参数是电场增强因子。
影响该参数的主要因素包括纳米碳管阵列密度、长径比、管尖端结构和尖端电子逸出功等。
因此，在理论上弄清电场增强因子与上列因素的具体关系，有利于提高场发射性能；定向排列纳米碳管对实验中研究纳米碳管场发射性质、制备纳米碳管冷阴极具有重要意义。
2论述碳纳米管在微观结构上具有典型的层状中空结构特征，按照石墨烯片的层数可分为单壁碳纳米管、多壁碳纳米管以及由单壁碳纳米管束形成的复合管，管直径通常为纳米级，长度在微米到毫米级。
臭氧氧化改性碳纳米管对铀的吸附性能
第卷第4期 2018年8月核化学与放射化学J o u rn a l o f N u c le a r a n d R a d io c h e m is tryVol. 40 No. 4Aug. 2018臭氧氧化改性碳纳米管对铀的吸附性能杨爱丽S武俊红S张业新21中国工程物理研究院材料研究所，四川江油621907;2.中国科学院宁波材料技术与工程研究所，浙江宁波315201摘要：通过臭氧氧化改性方法制备含有大量含氧官能团的改性碳纳米管（C N T)。
采用有机元素分析、X射线光电子能谱(X PS)元素分析以及B oehm滴定法分别测得样品的表面含氧量、总含氧量以及不同含氧官能团含量，并对产物的比表面积、孔体积和孔径进行测定。
结果表明，改性后含氧功能团数量增加了3%7倍，并且这种臭氧改性技术受温度影响显著。
然后，考察了改性C N T对铀的吸附性能，对吸附条件进行优化。
结果表明，未经改性的C N T样品的吸附效果较差，铀去除率仅为78.0%，而改性后的C N T对铀的吸附效果有显著提高，铀去除率高达95.0%以上，表明含氧量的增加显著提高了改性物对铀的吸附效果。
关键词：碳纳米管（C N T);臭氧氧化；铀；吸附中图分类号：TL941. 1 文献标志码：A 文章编号：0253-9950(2018)04-0267-06doi：10. 7538/hhx. 2018. YX. 2017036Adsorption Performance of Carbon Nanotube Oxidizedby Ozone for UraniumY A N G A i-li1，W U J u n-h o n g1，Z H A N G Y e-x in21. Institute of M aterials，Chinese Academy of Engineering P hysics，Jiangyou 621907，C hina；2. Ningbo Institute of M aterials Technology Engineering, Chinese Academy of Science，NingbAbstract: C a rb o n n a n o tu b e s(C N T)w ith p le n ty o f o x y g e n c o n ta in in g fu n c tio n a l g ro u p s w e resu c c e s sfu lly p re p a re d b y th e o z o n e o x id a tio n m e th o d. T h e c o n te n ts o f o x y g e n c o n ta in in gfu n c tio n a l g ro u p s in th e s a m p le s w e re d e te rm in e d b y o rg a n ic e le m e n t a n a ly s is，X P S e le m e n ta n a ly s is a n d th e B o e h m titra tio n. T h e sp e c ia l s u rfa c e a r e a，p o re v o lu m e a n d p o re d ia m e te rw e re m e a su re d. R e s u lts s h o w th a t th e c o n te n ts o f o x y g e n c o n ta in in g fu n c tio n a l g ro u p sin c re a se3-7 tim e s a f te r m o d ific a tio n. T h is o zo n e m o d ific a tio n te c h n iq u e is s ig n ific a n tly in flue n c e d b y te m p e ra tu re. T h e a d s o rp tio n p e rfo rm a n c e of th e m o d ifie d C N T fo r u ra n iu m fro ma q u e o u s s o lu tio n s w a s in v e s tig a te d，a n d th e o p tim u m a d s o rp tio n c o n d itio n s w e re ob ta in e d.R e s u lts s h o w th a t C N T w ith o u t m o d ific a tio n h a s p o o r a d s o rp tio n e ffic ie n c y，a n d th e m a x im u m re m o v a l ra te o f u ra n iu m is o n ly78. 0%. T h e a d s o rp tio n p ro p e rty o f th e m o d ifie d C N Tis s ig n ific a n tly im p ro v e d d u e to th e in c re a s in g c o n te n ts o f o x y g e n c o n ta in in g fu n c tio n a l收稿日期=2017-05-18;修订日期：2017-07-18基金项目：国家自然科学基金资助项目（No. 2140132)作者筒介：杨爰丽（1977—），女，吉林辽源人，博士，从事放射性废物治理技术研究，E-m ail:yaIlg770117@网络出版时间=2018-06-07;网络出版地址：http://k ns. cnki. net/kcms/detail/11. 2045. T L 20180607. 0909. 002. html268核化学与放射化学 第！〇卷g ro u p s, a n d th e m a x im u m re m o v a l ra te o f u ra n iu m is u p to a b o v e95. 0%.Key words：c a rb o n n a n o tu b e(C N T)! o zo n e o x id a tio n; u r a n iu m；a d s o rp tio n随着核能的广泛应用以及各类核活动的增 加，产生了大量的放射性废水，必须对其经过严格 处理才能排放，而行之有效的净化处理方法则成 为研究热点。
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沈阳航空航天大学毕业设计（论文） I 摘 要 炭吸附材料由于具有较大的比表面积，稳定的物理、化学性质，具有较强的吸附性能，已成为最具代表性的一类空气净化材料。碳纳米管具有一些独特的性质，如特殊的导电性能、力学性质及物理化学性质等。因此碳纳米管自出现以来即引起关注并广泛应用于诸多科学领域。碳纳米管（CNTs）由于具有较大的比表面积，因此具有良好的吸附能力，现在已经被应用于储氢及吸附剂等领域。
本次研究主要是针对CNTs的吸附能力，通过KOH活化的方法进一步增大CNTs的比表面积，进行甲基橙吸附实验并探索活化需要的最佳碱炭比，之后通过改变其它因素如震荡时间及CNTs的用量进一步探究CNTs的吸附能力。
关键词：吸附材料；碳纳米管；活化； 沈阳航空航天大学毕业设计（论文）
II Abstract Carbon adsorption material has larger specific surface area, stable physical and chemical properties, with strong adsorption properties, has become a kind of the most representative materials of air purification. Carbon nanotubes have some unique properties, such as special conductive properties, mechanical properties and physical and chemical properties. Therefore carbon nanotubes since there has caused concern and that is widely used in many fields of science.As Carbon nanotubes (CNTs) has a larger surface area, it has a good adsorption capacity, has now been applied to the field of hydrogen storage and adsorbent. This study focuses on the adsorption capacity of CNTs. Using the KOH activation method increase the specific surface area of CNTs. For methyl orange adsorption experiments and explore the best alkali activated carbon ratio required. Then chang other factors such as the shock time and the amount of CNTs to further explore the adsorption capacity of CNTs.
Keywords: Adsorption material; Carbon nanotubes; Activation;沈阳航空航天大学毕业设计（论文）
III 目 录 1绪论 ............................................................................................................................................... 1 1.1课题研究背景 ..................................................................................................................... 1 1.2本文研究的内容和意义 ..................................................................................................... 2 1.2.1实验研究的主要内容 .............................................................................................. 2 1.2 .2研究意义 ................................................................................................................. 2 1.3碳纳米管的结构与特性 ..................................................................................................... 2 1.3.1碳纳米管的结构 ...................................................................................................... 2 1.3.2碳纳米管的吸附特性 .............................................................................................. 3 1.4碳纳米管的纯化 ................................................................................................................. 4 1.5碳纳米管的活化 ................................................................................................................. 5 2碳纳米管的KOH活化实验 ......................................................................................................... 7 2.1活化实验方案设计 ............................................................................................................. 7 2.2仪器与试剂 ......................................................................................................................... 7 2.3实验内容及过程 ................................................................................................................. 7 2.4实验误差分析 ..................................................................................................................... 8 3碳纳米管吸附甲基橙实验 .......................................................................................................... 10 3.1甲基橙吸附实验目的 ....................................................................................................... 10 3.2仪器与试剂 ....................................................................................................................... 10 3.3实验内容及过程 ............................................................................................................... 10 3.4数据分析及实验结论 ....................................................................................................... 11 4其它因素对甲基橙吸附的影响 .................................................................................................. 15 4.1震荡时间对吸附效果的影响 ........................................................................................... 15 4.2碳纳米管用量对吸附效果的影响 ................................................................................... 17 5结论 ............................................................................................................................................. 19 致谢 ................................................................................................................................................ 21 参考文献......................................................................................................................................... 22