标题

Transcription

1 摇 第 29 卷 摇 第 2 期 2014 年 4 月 新 摇 型 摇 炭 摇 材 摇 料 NEW CARBON MATERIALS Vol. 29 摇 No. 2 摇 Apr 文 章 编 号 : 摇 1007 鄄 8827(2014)02 鄄 0109 鄄 09 多 壁 碳 纳 米 管 的 氧 化 剪 断 处 理 及 其 分 散 性 毕 摇 松 1,2, 摇 苏 勋 家 1, 摇 侯 根 良 1, 摇 刘 朝 辉 1, 摇 肖 摇 舟 1, 摇 肖 永 栋 2 3, 摇 曹 茂 盛 (1. 第 二 炮 兵 工 程 大 学, 陕 西 西 安 ; 2. 北 京 玻 钢 院 复 合 材 料 有 限 公 司, 特 种 纤 维 复 合 材 料 国 家 重 点 实 验 室, 北 京 ; 3. 北 京 理 工 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院, 北 京 ) 摘 摇 要 : 摇 利 用 混 合 强 酸 对 多 壁 碳 纳 米 管 (MWCNTs) 进 行 氧 化 浸 泡 处 理 采 用 透 射 电 镜 原 子 力 显 微 镜 Raman 光 谱 红 外 光 谱 等 分 析 手 段 对 处 理 前 后 的 MWCNTs 进 行 表 征, 探 索 氧 化 浸 泡 时 间 对 MWCNTs 微 观 形 貌 及 剪 断 过 程 的 影 响, 并 对 氧 化 剪 断 后 短 碳 管 在 水 溶 液 中 的 分 散 性 进 行 研 究 结 果 表 明,MWCNTs 在 混 酸 中 浸 泡 72 h 左 右 可 以 使 其 从 缺 陷 处 剪 断, 形 成 管 长 为 200 ~ 1500 nm 的 短 直 管, 且 碳 管 表 面 及 端 口 处 嫁 接 上 羟 基 和 羧 基 活 性 基 团 由 于 极 性 官 能 团 的 存 在, 使 得 MWCNTs 的 等 电 点 从 4. 5 下 降 到 3. 5, 沉 降 实 验 和 分 光 光 度 测 试 显 示 短 碳 管 在 有 适 量 阴 离 子 型 表 面 活 性 剂 存 在 的 ph 抑 2 的 水 溶 液 中 超 声 振 荡 40 min 后 具 有 良 好 的 分 散 效 果 关 键 词 : 摇 碳 纳 米 管 ; 氧 化 剪 断 ; 微 观 形 貌 ; 分 散 性 中 图 分 类 号 : 摇 TB383 文 献 标 识 码 : 摇 A 收 稿 日 期 : 2013 鄄 10 鄄 29; 摇 修 回 日 期 : 2014 鄄 04 鄄 15 基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 ( , , ). 作 者 简 介 : 毕 摇 松, 博 士, 讲 师. E 鄄 mail: xiaozhu 鄄 youyou@ 163. com Investigations on oxidation cutting and dispersibility of multi 鄄 walled carbon nanotubes BI Song 1,2, 摇 SU Xun 鄄 jia 1, 摇 HOU Gen 鄄 liang 1, 摇 LIU Chao 鄄 hui 1, 摇 XIAO Zhou 1, 摇 XIAO Yong 鄄 dong 2, 摇 CAO Mao 鄄 sheng 3 (1. The Second Artillery Engineering University, Xi 爷 an , China; 2. State Key Laboratory of Advanced Fiber Composites, Beijing composite materials company, Beijing , China; 3. School of Material Science and Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing , China) Abstract: 摇 Multi 鄄 wall carbon nanotubes (MWCNTs) were oxidized by soaking in mixed acids. Their microstructure and composi 鄄 tion were characterized using transmission electron microscopy, atomic force microscopy, Raman spectroscopy and infrared spectros 鄄 copy. The influence of soaking time on microstructure and dispersibility of the cut MWCNTs in aqueous solution was investigated. Results show that the MWCNTs were oxidized at defect sites by the mixed acids and converted from highly tangled ropes into short, open 鄄 ended nanotubes with lengths of 200 鄄 1500 nm. The isoelectric point was reduced from 4. 5 to 3. 5 due to hydroxyl and carboxyl groups on the surface and the open ends of the cut MWCNTs. The aggregation experiments and UV 鄄 vis absorbance spectra revealed that the cut MWCNTs can be best dispersed in an aqueous solution containing 0. 1 wt. % of sodium dodecyl 鄄 benzenesulfonate when sonicated at a ph value of 2 for 40 min. Keywords: 摇 Multi 鄄 walled carbon nanotubes; Oxidation cutting; Microstructure; Dispersibility Foundation item: National Natural Science Foundation of China( , , ). Author introduction: BI Song, Ph. D Lecturer. E 鄄 mail: xiaozhu 鄄 youyou@ 163. com 1 摇 前 言 碳 纳 米 管 ( CNTs) 自 从 被 发 现 以 来 [1], 就 以 其 高 弹 性 模 量 良 好 的 韧 性 低 密 度 优 越 的 电 学 和 热 [2 鄄 传 导 性 能 引 起 了 全 世 界 范 围 的 广 泛 关 注 5] 近 年 来, 由 于 纳 米 科 学 与 技 术 的 不 断 发 展, 越 来 越 多 的 科 研 工 作 表 明, 将 CNTs 与 高 分 子 复 合 纤 维 陶 瓷 和 金 属 等 材 料 复 合, 都 能 在 不 同 程 度 上 提 高 基 体 材 料 的 力 学 电 学 和 热 传 导 性 能 [6 鄄 10] 但 CNTs 易 团 聚 形 成 絮 状 结 构 导 致 其 在 基 体 中 难 以 均 匀 分 散, 削 弱 了 单 体 优 良 性 能 的 发 挥 [11] 为 了 改 善 CNTs 在 复 合 材 料 基 体 中 的 分 散 均 匀 性, 科 学 家 们 做 了 许 多 尝 试 例 如 : 对 CNTs 进 行 强 酸 活 化 [12,13] 高 温 氧 化 [14,15] [16,17] 嫁 接 活 性 基 团 等 处 理, 提 高 其 表 面 活 性 以 及 与 分 散 溶 液 的 浸 润 性

2 摇 110 新 摇 型 摇 炭 摇 材 摇 料 第 29 卷 但 是 类 似 的 处 理 方 式 未 能 从 根 本 上 解 决 CNTs 的 絮 状 团 聚 问 题, 使 得 CNTs 与 基 体 材 料 复 合 时 的 有 效 添 加 量 受 到 限 制, 同 时 也 限 制 了 CNTs 复 合 材 料 功 能 化 的 推 广 应 用 为 了 彻 底 改 善 CNTs 的 絮 状 结 构,Liu 等 报 道 了 利 用 混 酸 将 单 壁 碳 纳 米 管 ( SWC 鄄 NTs) 剪 断 为 短 直 碳 管 的 新 方 法 [18] 随 后, Chen [19] 等 利 用 浓 硝 酸 也 成 功 地 实 现 了 SWCNTs 的 剪 断 处 理, 并 对 剪 断 机 理 进 行 了 分 析, 结 果 表 明 SWC 鄄 NTs 主 要 是 在 缺 陷 和 弯 曲 度 较 大 处 发 生 断 裂, 说 明 SWCNTs 中 活 性 较 大 区 域 优 先 与 强 酸 反 应 并 被 氧 化 剪 断 剪 断 后 的 SWCNTs 不 易 团 聚, 且 具 有 较 好 的 表 面 活 性, 近 年 来 在 SWCNTs 的 研 究 中 经 常 用 到 由 于 多 壁 碳 纳 米 管 ( MWCNTs) 是 由 SWCNTs 同 轴 嵌 套 而 成, 因 此 强 酸 氧 化 对 其 也 有 较 好 的 应 用 效 果 但 是 MWCNTs 结 构 相 对 复 杂, 目 前 对 其 强 酸 剪 断 处 理 工 艺 还 没 有 相 对 系 统 的 报 道 为 此, 笔 者 利 用 混 酸 对 絮 状 MWCNTs 进 行 氧 化 处 理, 研 究 浸 泡 时 间 对 MWCNTs 微 观 形 貌 及 剪 断 过 程 的 影 响, 探 索 较 合 理 的 氧 化 剪 断 工 艺, 并 对 剪 断 后 MWCNTs 的 分 散 性 进 行 研 究, 为 实 现 MWCNTs 在 结 构 材 料 基 体 中 的 均 匀 分 散 奠 定 理 论 和 实 验 基 础 2 摇 实 验 2. 1 摇 实 验 原 料 MWCNTs 由 南 昌 太 阳 纳 米 有 限 公 司 提 供, 化 学 气 相 沉 积 法 制 备, 纯 度 大 于 96% ; 氢 氟 酸, 天 津 河 东 区 红 岩 试 剂 厂 ; 浓 硝 酸 浓 硫 酸, 西 安 三 浦 精 细 化 工 ; 十 二 烷 基 苯 磺 酸 钠 (SDS), 天 津 福 晨 化 学 试 剂 厂 ; 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 ( AEO), 国 药 集 团 有 限 公 司 ; 十 六 烷 基 二 甲 基 溴 化 铵 ( CTAB), 国 药 集 团 有 限 公 司 化 学 试 剂 均 为 分 析 纯 2. 2 摇 MWCNTs 的 酸 化 处 理 将 5 g MWCNTs 置 于 500 ml 浓 硫 酸 和 浓 硝 酸 ( 体 积 比 为 3 颐 1, 质 量 分 数 分 别 为 98% 和 68% ) 的 混 合 溶 液 中, 充 分 搅 拌 后, 在 50 益 下 超 声 振 荡 2 h 后 静 置, 按 静 置 时 间 不 同 得 到 待 测 样 品 :C 鄄 1 # (24 h),c 鄄 2 # (72 h),c 鄄 3 # (144 h) 待 测 样 品 的 清 洗 与 干 燥 过 程 按 如 下 步 骤 进 行 : 用 10 倍 左 右 的 去 离 子 水 对 MWC 鄄 NTs 混 酸 溶 液 进 行 稀 释, 然 后 离 心 分 离, 得 到 的 沉 淀 再 用 同 样 的 方 法 多 次 冲 洗 稀 释, 直 至 清 洗 液 的 ph 值 大 于 6. 5, 稀 释 过 程 要 伴 随 充 分 搅 拌, 确 保 溶 液 中 的 酸 碱 度 保 持 均 匀 最 后 将 得 到 的 中 性 沉 淀 在 50 益 10 Pa 的 真 空 环 境 下 进 行 真 空 干 燥, 得 到 蓬 松 的 MWCNTs 粉 末 2. 3 摇 MWCNTs 在 水 溶 液 中 的 分 散 性 MWCNTs 具 有 较 强 的 憎 水 性 [20,21], 相 互 接 触 的 MWCNTs 之 间 的 范 德 瓦 尔 斯 结 合 能 ( Van der Waals binding energy) 约 为 500 ev / 滋 m [22,23], 因 此 其 在 水 中 易 团 聚 成 束 形 成 沉 淀 借 鉴 纳 米 粉 体 分 散 性 研 究 的 惯 用 方 法, 研 究 中 主 要 从 三 个 方 面 入 手 一 是 调 节 溶 液 的 ph 值, 二 是 分 散 剂 的 使 用, 三 是 超 声 搅 拌 的 时 间 摇 溶 液 的 ph 值 分 别 取 0. 1 g 处 理 过 的 MWCNTs 加 入 到 10 根 试 管 中, 然 后 加 入 10 ml 去 离 子 水, 超 声 震 荡 40 min 后 向 试 管 中 加 入 稀 HNO 3 和 氨 水 调 节 溶 液 的 ph 值, 根 据 试 管 中 溶 液 ph 值 的 不 同, 分 别 将 试 管 标 为 : ph 鄄 0. 5 ph 鄄 1 ph 鄄 1. 5 ph 鄄 2 ph 鄄 3 ph 鄄 4 ph 鄄 5 ph 鄄 6 ph 鄄 7 和 ph 鄄 8 然 后 将 不 同 ph 值 的 MWCNTs 悬 浊 液 再 超 声 振 荡 1 h 后 静 置 摇 表 面 活 性 剂 及 超 声 时 间 利 用 结 论, 找 到 相 对 有 利 于 MWCNTs 在 水 溶 液 中 均 匀 分 散 的 ph 值 后, 选 择 该 ph 值 下 的 悬 浊 液 作 为 标 准 液, 按 照 步 骤 (1) 的 要 求 制 备 3 份, 分 别 向 这 3 份 悬 浊 液 中 加 入 适 量 的 阴 离 子 型 表 面 活 性 剂 十 二 烷 基 苯 磺 酸 钠 ( SDS) 非 离 子 型 表 面 活 性 剂 脂 肪 醇 聚 氧 乙 烯 醚 ( AEO) 和 阳 离 子 型 表 面 活 性 剂 十 六 烷 基 二 甲 基 溴 化 铵 (CTAB) 然 后 测 试 混 合 悬 浊 液 在 超 声 振 荡 不 同 时 间 后 的 分 散 效 果 2. 4 摇 表 征 处 理 前 后 MWCNTs 的 微 观 形 貌 通 过 日 本 JE 鄄 OL 株 式 会 社 的 JEM3010 型 透 射 电 镜 ( TEM) 和 日 本 Seiko 的 SPA 鄄 300 型 原 子 力 显 微 镜 表 征 ; 处 理 前 后 MWCNTs 的 晶 化 程 度 及 表 面 极 性 基 团 ( 如 羧 基 羟 基 等 ) 的 变 化 利 用 Jobin 鄄 Yvon Triax 550 型 激 光 拉 曼 光 谱 仪 (Raman) 和 布 鲁 克 VERTEX 70 傅 里 叶 变 换 红 外 光 谱 仪 ( FT 鄄 IR) 测 定 ; 不 同 ph 值 下 处 理 后 MWCNTs 的 Zeta 电 位 值 利 用 BDL 鄄 B 型 表 面 电 位 粒 径 仪 测 试 ;MWCNTs 在 水 溶 液 中 的 分 散 度 利 用 日 本 岛 津 的 3150 型 紫 外 鄄 可 见 光 分 光 光 度 计 ( UV 鄄 vis absorbance) 进 行 表 征 测 量 3 摇 结 果 与 讨 论 3. 1 摇 混 酸 浸 泡 时 间 对 MWCNTs 微 观 结 构 的 影 响 图 1 是 原 始 的 MWCNTs 的 微 观 形 貌 图 从 图 1a 可 以 清 晰 看 出, 大 量 MWCNTs 缠 绕 为 无 规 则 絮

3 第 2 期 毕 摇 松 等 : 多 壁 碳 纳 米 管 的 氧 化 剪 断 处 理 及 其 分 散 性 111 摇 状 结 构, 管 径 分 布 不 均 匀, 变 化 范 围 20 ~ 50nm, 管 长 达 到 微 米 级 而 图 1b 显 示 MWCNTs 的 表 面 及 管 径 内 还 存 在 少 量 的 金 属 催 化 剂 和 无 定 型 炭, 且 在 部 分 地 方 还 有 断 裂 和 破 损 的 现 象 ( 图 1b 中 圈 出 的 区 域 ) Fig. 1 摇 图 1 摇 CVD 法 制 备 的 原 始 MWCNTs 微 观 形 貌 照 片 :(a) TEM 和 (b) HR 鄄 TEM Microstructure images of pristine MWCNTs by CVD method:(a) TEM and (b) HR 鄄 TEM. 摇 摇 图 2 是 MWCNTs 经 混 合 强 酸 处 理 后 的 微 观 形 貌 照 片 通 过 对 不 同 处 理 时 间 得 到 的 粉 体 微 观 形 貌 来 分 析, 可 以 看 出, 由 于 混 合 强 酸 的 强 氧 化 性, 在 其 中 浸 泡 的 时 间 越 长,MWCNTs 被 氧 化 侵 蚀 的 程 度 越 大 图 2a 和 图 2b 是 MWCNTs 酸 化 24 h 后 的 TEM 和 HR 鄄 TEM 照 片, 可 以 看 出, 原 始 MWCNTs 表 层 的 催 化 剂 残 留 物 基 本 消 除 另 外, 在 高 倍 透 射 下, MWCNTs 的 碳 层 清 晰 可 见, 说 明 MWCNTs 在 混 合 强 酸 浸 泡 24 h 后 石 墨 化 程 度 有 所 提 高, 其 表 面 的 非 晶 炭 有 减 少 的 趋 势, 但 絮 状 团 聚 的 结 构 还 没 有 从 根 本 上 改 变 图 2c 和 图 2d 是 MWCNTs 酸 化 72 h 后 的 TEM 和 HR 鄄 TEM 照 片 从 图 2c 可 以 看 出,MWC 鄄 NTs 的 絮 状 团 聚 结 构 发 生 明 显 的 改 变, 原 有 的 缠 绕 结 构 被 打 开,MWCNTs 大 部 分 都 是 以 单 根 直 管 的 形 式 存 在 从 图 2d 可 以 看 出,MWCNTs 表 层 的 非 晶 炭 基 本 消 除, 碳 管 层 数 清 晰 可 见, 管 状 结 构 保 存 完 好 为 了 更 清 晰 地 了 解 剪 断 后 的 MWCNTs 的 平 均 管 长, 对 浸 泡 72 h 的 C 鄄 2 # 样 品 做 了 AFM 分 析, 如 图 3 所 示 从 图 中 可 以 看 出,MWCNTs 被 剪 断 后 管 线 较 直, 但 长 短 分 布 不 均, 长 度 大 致 在 300 nm ~ 2 滋 m 之 间 图 2e 和 2f 是 MWCNTs 酸 化 144 h 后 的 TEM 和 HR 鄄 TEM 照 片 可 以 看 出, 碳 管 的 管 径 明 显 减 小, 说 明 MWCNTs 的 外 层 已 被 氧 化 图 2f 更 加 清 晰 地 证 明, 经 144 h 的 浸 泡,MWCNTs 的 层 数 明 显 减 少, 且 单 层 被 剥 离 的 现 象 明 显 这 种 现 象 也 从 侧 面 揭 示 了 MWCNTs 的 整 个 氧 化 顺 序 在 混 酸 强 氧 化 作 用 下,MWCNTs 的 表 层 无 定 形 碳 先 被 氧 化, 紧 接 着 是 破 损 和 突 出 位 置 的 碳, 最 后 MWCNTs 表 层 碳 层 被 氧 化 打 开 并 剥 离 为 了 进 一 步 确 定 混 酸 氧 化 的 过 程 及 MWCNTs 组 成 成 分 的 变 化, 对 原 始 MWC 鄄 NTs 及 不 同 浸 泡 时 间 的 MWCNTs 进 行 了 Raman 光 谱 ( 图 4) 和 FT 鄄 IR( 图 5) 分 析 摇 摇 在 拉 曼 光 谱 中,MWCNTs 一 般 有 两 个 特 征 峰, 1350 cm -1 左 右 的 峰 一 般 称 为 D 峰, 被 认 为 是 与 布 里 渊 区 边 界 K 点 有 关 的 光 学 声 子 模, 代 表 MWCNTs 中 石 墨 晶 格 机 构 不 完 整 度 D 峰 的 出 现 可 能 起 源 于 非 晶 炭 晶 格 缺 陷 和 纳 米 尺 度 的 微 晶 等 在 1580 cm -1 左 右 出 现 的 峰 通 常 称 之 为 G 峰, 代 表 着 晶 态 炭 的 存 在, 它 是 由 碳 鄄 碳 键 的 伸 缩 振 动 产 生 的 D 带 和 G 带 的 相 对 强 度 比 (I D / I G ) 是 样 品 无 序 度 或 缺 陷 密 集 度 的 反 映 [24,25], 同 时 在 一 定 程 度 上 反 映 由 于 其 它 原 子 介 入 所 带 来 的 碳 纳 米 管 结 晶 程 度 的 变 化 [26] 从 图 4 可 以 看 出, 原 始 MWCNTs 的 D 峰 较 强, 表 明 原 始 的 碳 管 上 有 不 少 缺 陷 和 非 定 形 炭, 这 一 点 在 图 1b 上 也 能 反 映 出 来 经 24 h 的 混 合 强 酸 浸 泡 后 ( 试 样 C 鄄 1 # ), MWCNTs 的 D 峰 有 所 减 弱,I D / I G 值 明 显 降 低, 说 明 浸 泡 后 MWCNTs 表 层 的 非 定 形 炭 大 量 减 少 延 长 MWCNTs 混 合 强 酸 浸 泡 时 间, 经 72 h 浸 泡 后 ( 试 样 C 鄄 2 # ),I D / I G 值 呈 变 大 的 趋 势, 但 与 C 鄄 1 # 相 比, 增 加 不 多, 结 合 该 状 态 下 的 微 观 结 构 ( 图 2c 和 图 2d) 表 征 分 析, 发 生 变 化 的 原 因 可 能 是 MWCNTs 被 进 一 步 氧 化, 虽 然 无 定 性 炭 的 含 量 继 续 降 低, 但 由 于 氧 化 后 官 能 团 的 加 入, 增 加 了 处 于 sp 3 杂 化 态 C 原 子 数 量, 直 接 导 致 MWCNTs 晶 化 程 度 的 降 低 进 一 步 延 长 MWCNTs 混 合 强 酸 浸 泡 的 时 间, 经 144 h 的 浸 泡 后 ( 试 样 C 鄄 3 # ),MWCNTs 的 D 峰 和 G 峰 的 峰 强 都 出 现 显 著 弱 化, 但 I D / I G 值 显 著 变 大, 峰 宽 也 有 宽 泛 化 的 趋 势 结 合 该 状 态 MWCNTs 的 微 观 结 构 照

4 摇 112 新摇 型摇 炭摇 材摇 料 片( 图 2e 和图 2f) 可以看出,MWCNTs 经长时间的 混合强酸浸泡后,MWCNTs 的表面碳层被从端口处 第 29 卷 时间的延长,缺陷部分官能团的嫁接率明显提高,这 也使得 MWCNTs 的晶化程度呈下降的趋势 慢慢剥开,内部的碳层也遭到不同程度的破坏,因此 导致 MWCNTs 的特征形貌被削弱,同时,由于氧化 图 2摇 混合强酸浸泡时间对 MWCNTs 微观结构的影响 Fig. 2摇 Influence of soaked time in mixed acids on the microstructure of pristine MWCNTs.

5 第 2 期 毕 摇 松 等 : 多 壁 碳 纳 米 管 的 氧 化 剪 断 处 理 及 其 分 散 性 113 摇 图 3 摇 混 合 强 酸 浸 泡 72 h 后 MWCNTs 的 AFM 照 片 Fig. 3 摇 AFM image of MWCNTs soaked in mixed acids for 72 h. Fig. 4 摇 图 4 摇 酸 化 处 理 前 后 MWCNTs 的 拉 曼 光 谱 图 Raman spectra of MWCNTs before and after acidification. Fig. 5 摇 图 5 摇 酸 化 处 理 前 后 MWCNTs 的 红 外 光 谱 图 FT 鄄 IR spectra of MWCNTs before and after acidification. 摇 摇 图 5 是 原 始 MWCNTs 和 不 同 酸 化 时 间 处 理 后 的 MWCNTs 的 红 外 光 谱 图 从 图 上 可 以 看 出, 所 有 MWCNTs 在 cm -1 左 右 的 位 置 都 出 现 吸 收 峰, 这 主 要 是 因 为 MWCNTs 具 有 较 大 的 比 表 面 积, 其 表 面 会 不 可 避 免 地 吸 附 少 量 的 水 分 子 所 致 原 始 的 MWCNTs 还 在 cm -1 处 出 现 了 微 弱 吸 收 峰, 说 明 原 始 碳 管 除 吸 附 少 量 水 分 子 外, 还 存 在 C C 键 的 伸 缩 运 动 酸 化 处 理 后 的 三 种 样 品 在 1730 cm -1 和 cm -1 处 都 出 现 了 较 强 的 羧 基 ( COOH) 吸 收 峰, 在 3437 cm -1 处 也 都 出 现 了 明 显 宽 而 强 的 羟 基 ( OH) 吸 收 峰, 说 明 经 强 酸 处 理 后, MWCNTs 表 面 生 成 较 多 COOH 和 OH 对 比 发 现, 三 种 酸 化 处 理 过 的 样 品 中,C 鄄 3 # 的 COOH 吸 收 峰 最 强, 碳 管 表 面 嫁 接 的 COOH 官 能 团 数 量 与 浸 泡 时 间 成 正 比 另 外,C 鄄 2 # 在 cm -1 附 近 出 现 了 特 征 吸 收 峰, 这 些 特 征 吸 收 的 形 成 是 由 于 C C 骨 架 伸 缩 振 动 一 致, 由 此 也 说 明 C 鄄 2 # MWCNTs 的 整 体 结 构 在 混 合 强 酸 浸 泡 处 理 过 程 中 基 本 上 没 有 被 破 坏 摇 摇 分 析 MWCNTs 混 合 强 酸 氧 化 后 嫁 接 极 性 官 能 团 的 原 因, 笔 者 认 为 主 要 有 二 : 其 一,MWCNTs 结 构 中 存 在 缺 陷 空 位 以 及 由 特 殊 的 杂 化 方 式 产 生 的 不 饱 和 键, 从 而 会 使 体 系 的 能 量 升 高, 导 致 结 构 的 稳 定 性 下 降, 这 是 MWCNTs 能 够 嫁 接 有 机 官 能 团 的 热 力 学 基 础 ; 其 二, 由 于 浓 硫 酸 极 强 的 吸 水 性, 致 使 混 酸 中 的 浓 硝 酸 容 易 分 解 出 自 由 氧 原 子, 自 由 氧 原 子 与 碳 原 子 结 合, 可 能 生 成 CO 2 并 导 致 MWCNTs 表 面 出 现 碳 原 子 缺 位, 进 而 形 成 缺 陷 或 开 口, 同 时 也 可 能 形 成 或 C OH C 詤 O, 进 而 与 水 中 的 H + OH - 形 成 COOH 3. 2 摇 水 溶 液 ph 值 对 剪 断 后 MWCNTs 分 散 性 以 往 的 研 究 表 明 [27,28],pH 值 对 CNTs 在 水 溶 液 中 的 分 散 性 影 响 较 大 根 据 等 电 点 理 论, 当 溶 液 中 ph 值 不 在 等 电 点 上, 保 证 纳 米 颗 粒 表 面 较 高 的 Zeta 电 位, 可 以 通 过 静 电 稳 定 作 用 使 颗 粒 保 持 一 定 距 离, 从 而 实 现 均 匀 分 散 图 6 是 混 合 强 酸 浸 泡 72 h 后 的

6 摇 114 新 摇 型 摇 炭 摇 材 摇 料 第 29 卷 MWCNTs 的 Zeta 电 位 值 随 ph 值 变 化 的 曲 线 图 由 图 可 知, 浸 泡 后 的 MWCNTs 在 水 溶 液 中 的 等 电 点 大 约 为 ph 值 为 3. 5, 比 未 处 理 的 MWCNTs 等 电 点 4. 5 低 [29] 图 7 是 MWCNTs 在 未 加 入 表 面 活 性 剂 的 水 溶 液 中 超 声 振 荡 40 min 静 置 24 h 后 的 沉 积 状 态 表 征 图 其 中,MWCNTs 在 水 溶 液 中 的 质 量 分 数 设 定 为 0. 1% 综 合 图 6 和 图 7, 可 以 看 出, 当 溶 液 ph 值 为 2 时, 不 在 等 电 点 上,MWCNTs 的 表 面 电 势 达 到 最 大 值, 单 体 间 由 本 身 所 带 电 荷 引 起 相 互 排 斥 的 力 度 也 达 到 最 强, 因 此 具 有 最 好 的 分 散 特 性 当 ph<2 时, 碳 纳 米 管 同 样 具 有 相 对 较 高 的 Zeta 电 位 值, 但 实 际 的 分 散 效 果 并 不 好, 可 能 是 由 于 ph 较 高 时, 加 入 的 酸 电 离 出 的 离 子 使 得 溶 液 离 子 强 度 变 大, 随 之 产 生 的 双 电 层 压 缩 作 用 使 MWCNTs 产 生 絮 凝 的 分 散 性 的 影 响, 并 对 分 散 机 理 进 行 简 要 的 阐 述 根 据 3. 2 的 研 究 结 果, 实 验 中, 所 有 水 溶 液 的 ph 值 都 设 定 为 2,MWCNTs 和 表 面 活 性 剂 的 质 量 分 数 都 设 定 为 0. 1% 摇 表 面 活 性 剂 及 超 声 时 间 的 影 响 规 律 MWCNTs 在 水 溶 液 中 的 分 散 度 利 用 紫 外 鄄 可 见 光 分 光 光 度 计 来 进 行 测 量,MWCNTs 在 分 光 光 度 计 测 试 中 的 特 征 峰 在 紫 外 波 段 ( 波 长 253 nm) [32], 利 用 特 征 吸 收 峰 的 强 度 可 以 表 征 出 MWCNTs 的 分 散 均 匀 程 度 [28,33] 图 8 是 MWCNTs 中 加 入 阴 离 子 型 表 面 活 性 剂 SDS 后, 混 合 悬 浊 液 的 吸 光 度 随 超 声 振 荡 时 间 而 变 化 的 曲 线 图 从 图 中 可 以 看 出, 增 加 超 声 振 荡 时 间,MWCNTs 特 征 吸 收 峰 的 强 度 逐 渐 增 强, 说 明 在 1 h 时 间 范 围 内, 超 声 振 荡 的 时 间 越 长, MWCNTs 在 水 溶 液 中 的 分 散 性 越 好 同 时, 从 图 中 变 化 趋 势 还 可 以 看 出, 超 声 振 荡 时 间 较 短 时, 吸 光 度 的 增 加 较 迅 速, 当 超 声 振 荡 超 过 40 min 后, 吸 光 度 增 加 的 速 率 明 显 减 缓, 说 明 超 声 振 荡 超 过 40 min 后, 再 增 加 超 声 时 间, 对 MWCNTs 的 分 散 性 影 响 较 小 图 6 摇 ph 值 对 剪 断 后 MWCNTs 的 Zeta 电 位 值 的 影 响 Fig. 6 摇 Influence of ph value on Zeta potential of curtal MWCNTs. 图 7 摇 剪 断 后 MWCNTs 在 水 溶 液 中 静 置 24 h 后 的 沉 积 状 态 Fig. 7 摇 Aggradation status of curtal MWCNTs standing for 24 h in aqueous solution 摇 表 面 活 性 剂 及 超 声 时 间 对 剪 断 后 MWCNTs 分 散 性 研 究 表 明, 利 用 表 面 活 性 剂 的 静 电 排 斥 作 用 和 位 阻 效 应 来 克 服 MWCNTs 界 面 间 的 范 德 华 力, 可 以 有 效 改 善 MWCNTs 的 分 散 性 [30,31] 本 节 主 要 研 究 超 声 振 荡 时 间 及 三 种 不 同 类 型 的 表 面 活 性 剂 ( 阴 离 子 型 阳 离 子 型 和 非 离 子 型 ) 对 剪 断 后 MWCNTs 图 8 摇 在 SDS 存 在 时 剪 断 后 MWCNTs 的 吸 光 度 随 超 声 振 荡 时 间 的 变 化 Fig. 8 摇 UV 鄄 vis absorbance of curtal MWCNTs dispersed in the presence of SDS for different sonication times. 摇 摇 利 用 上 述 的 表 征 方 法, 对 加 入 阳 离 子 ( CTAB) 和 非 离 子 型 表 面 活 性 剂 (AEO) 的 MWCNTs 水 溶 液 的 吸 光 度 随 超 声 振 荡 时 间 变 化 的 规 律 进 行 了 表 征 和 分 析, 对 比 加 入 SDS 的 情 况, 可 以 得 到 加 入 三 种 不 同 表 面 活 性 剂 时 MWCNTs 特 征 吸 收 峰 峰 强 随 超 声 振 荡 时 间 变 化 的 曲 线 图, 如 图 9 所 示 从 图 中 可 以 看 出, 相 同 的 超 声 振 荡 时 间 下, 加 入 SDS 表 面 活 性 剂 得 到 的 吸 光 度 最 大, 说 明 三 种 表 面 活 性 剂 的 加 入 对 MWCNTs 的 分 散 度 所 产 生 的 正 面 影 响 中,SDS

7 第 2 期 毕 摇 松 等 : 多 壁 碳 纳 米 管 的 氧 化 剪 断 处 理 及 其 分 散 性 115 摇 表 面 得 最 为 显 著 基 团 对 SDS 中 带 负 离 子 的 基 团 有 较 好 的 相 容 性, 使 得 SDS 在 MWCNTs 表 面 有 较 强 的 附 着 力 图 10 摇 SDS 对 MWCNTs 的 作 用 效 果 示 意 图 Fig. 10 摇 Schematic representation of possible interactions between MWCNTs and SDS surfactant. 图 9 摇 剪 断 后 MWCNTs 的 吸 光 度 强 度 值 随 超 声 振 荡 时 间 的 变 化 Fig. 9 摇 UV 鄄 vis absorbance intensity of curtal MWCNTs for different sonication times 摇 表 面 活 性 剂 作 用 机 理 分 析 表 面 活 性 剂 对 MWCNTs 的 作 用 机 理 一 般 解 释 为 : 表 面 活 性 剂 的 非 极 性 基 团 的 疏 水 作 用 和 MWC 鄄 NTs 高 密 度 的 共 轭 键 加 大 了 MWCNTs 之 间 的 静 电 排 斥 力 并 出 现 位 阻 现 象, 在 静 电 排 斥 和 物 理 隔 绝 的 双 重 作 用 下,MWCNTs 在 水 溶 液 的 分 散 性 得 到 提 高 但 这 种 解 释 显 然 无 法 诠 释 不 同 的 表 面 活 性 剂 对 相 同 状 态 的 MWCNTs 带 来 的 分 散 效 果 上 的 差 异 因 此, 需 要 从 更 深 层 次 的 角 度 来 分 析 表 面 活 性 剂 对 MWCNTs 的 作 用 机 理 实 验 中,SDS 在 水 溶 液 中 的 质 量 分 数 为 0. 1%, 由 此 计 算 可 知 SDS 的 摩 尔 浓 度 为 mmol / L, 小 于 其 临 界 胶 束 浓 度 ( Critical micelle concentration, CMC)8 mmol / L 因 此 SDS 在 该 水 溶 液 中 以 单 个 分 子 和 分 子 束 的 形 式 存 在 在 实 验 初 期, 由 于 MWCNTs 表 面 在 酸 性 条 件 下 带 正 电, 单 个 的 SDS 分 子 或 分 子 束 会 在 静 电 吸 引 的 作 用 下 吸 附 在 本 身 团 聚 的 MWCNTs 表 面 由 于 超 声 振 荡 的 作 用,MWC 鄄 NTs 束 的 端 部 会 出 现 很 强 的 局 部 剪 切 力 而 出 现 局 部 分 离, 给 SDS 在 MWCNTs 束 内 部 端 顶 处 吸 附 创 造 了 机 会 此 后, 由 于 端 部 被 吸 附 的 SDS 撑 开, 后 续 大 量 的 SDS 持 续 进 入 MWCNTs 束 内 部 进 行 吸 附, 由 于 高 分 子 强 烈 的 位 阻 效 应, 经 过 一 段 时 间 的 超 声 振 荡,MWCNTs 束 会 被 完 全 打 开, 达 到 相 对 分 散 的 状 态 SDS 对 MWCNTs 束 的 作 用 效 果 示 意 图 见 图 10 当 然,SDS 在 MWCNTs 表 面 的 吸 附 与 MWC 鄄 NTs 在 强 酸 氧 化 中 获 得 的 大 量 极 性 官 能 团 还 有 一 定 的 关 系, 根 据 疏 水 作 用 理 论,MWCNTs 表 面 的 极 性 摇 摇 对 于 非 离 子 型 表 面 活 性 剂 AEO, 实 验 中 其 摩 尔 浓 度 为 1. 2 mmol / L, 远 远 高 于 其 临 界 胶 束 浓 度 (0. 30 伊 10-2 mmol / L), 因 此 它 在 水 溶 液 中 以 胶 态 出 现 这 种 状 态 不 利 于 其 在 MWCNTs 表 面 的 吸 附 但 是 由 于 其 具 有 众 多 的 极 性 官 能 团 OH, 这 些 官 能 团 能 与 MWCNTs 表 面 的 COOH 与 OH 发 生 相 互 作 用, 提 高 AEO 在 MWCNTs 表 面 的 吸 附 力 部 分 AEO 分 子 吸 附 在 MWCNTs 表 面 形 成 剪 刀 撑, 提 高 了 MWCNTs 的 分 散 效 果 但 是 这 种 效 果 和 SDS 形 成 的 分 散 效 果 相 比, 无 论 在 活 性 剂 分 子 的 包 裹 程 度, 还 是 在 位 阻 效 应 和 静 电 排 斥 效 应 上, 都 没 有 后 者 明 显, 因 此 分 散 效 果 上 还 有 些 差 距 图 11 是 AEO 对 碳 纳 米 管 束 的 作 用 效 果 示 意 图 图 11 摇 AEO 对 MWCNTs 的 作 用 效 果 示 意 图 Fig. 11 摇 Schematic representation of possible interactions between MWCNTs and AEO surfactant. 摇 摇 当 CTAB 作 为 体 系 分 散 剂 时,CTAB 在 水 溶 液 中 的 摩 尔 浓 度 大 约 为 mmol / L, 是 其 临 界 胶 束 浓 度 (0. 9 mmol / L) 的 3 倍 因 此,CTAB 在 水 溶 液 中 和 AEO 一 样 以 胶 束 形 式 存 在, 这 对 它 们 在 MWC 鄄 NTs 表 面 的 均 匀 吸 附 带 来 一 定 的 困 难 另 外, 由 于 CTAB 属 于 阳 离 子 型 表 面 活 性 剂, 其 阳 离 子 基 团 与 MWCNTs 表 面 的 正 电 荷 形 成 了 静 电 排 斥, 这 种 情 况 同 样 对 其 在 碳 纳 米 管 表 面 的 吸 附 产 生 不 利 影 响 综 合 这 两 方 面 的 负 面 影 响,CTAB 与 MWCNTs 的 附 着 程 度 比 较 差, 导 致 其 对 MWCNTs 分 散 效 果 不 佳 图 12 是 CTAB 对 MWCNTs 束 的 作 用 效 果 示 意 图

8 摇 116 新 摇 型 摇 炭 摇 材 摇 料 第 29 卷 图 12 摇 CTAB 对 MWCNTs 束 的 作 用 效 果 示 意 图 Fig. 12 摇 Schematic representation of possible interactions between MWCNTs and CTAB surfactant. 摇 摇 综 上 所 述, 水 溶 液 ph 值 为 2 时,MWCNTs 的 Zeta 电 位 为 正, 表 面 带 正 电 以 SDS 为 代 表 的 阴 离 子 表 面 活 性 剂 在 静 电 引 力 和 疏 水 效 应 的 双 重 作 用 下 能 有 效 地 吸 附 在 MWCNTs 表 面 上, 由 此 出 现 的 位 阻 效 应 和 静 电 斥 力 使 得 MWCNTs 团 聚 体 出 现 分 离, 最 终 达 到 在 水 溶 液 中 均 匀 分 散 的 目 的 相 比 之 下, 以 胶 团 的 形 式 存 在 于 水 溶 液 中 的 AEO 和 CTAB 因 在 MWCNTs 表 面 的 吸 附 能 力 较 SDS 弱, 所 以 它 们 对 MWCNTs 的 分 散 效 果 的 影 响 比 SDS 的 弱 4 摇 结 论 MWCNTs 在 混 合 强 酸 中 浸 泡 72 h 左 右 可 以 使 其 从 缺 陷 处 剪 断, 形 成 管 径 直 曲 率 小 表 层 结 构 完 整 的 短 碳 管 短 碳 管 的 形 成 彻 底 打 开 了 MWCNTs 的 絮 状 团 聚 结 构, 有 利 于 MWCNTs 的 均 匀 分 散 另 外, 混 合 强 酸 的 浸 泡 氧 化 处 理 还 在 短 碳 管 的 表 面 端 口 处 嫁 接 上 羧 基 和 羟 基 官 能 团, 改 善 了 MWCNTs 的 表 面 活 性, 并 使 得 其 等 电 点 从 ph 值 为 4. 5 下 降 到 3. 5 沉 降 实 验 和 分 光 光 度 测 试 显 示 剪 断 后 的 MWCNTs 在 有 阴 离 子 型 表 面 活 性 剂 SDS 存 在 的 ph 值 为 2 的 水 溶 液 中 超 声 振 荡 40 min 后 具 有 良 好 的 分 散 效 果 研 究 结 果 为 MWCNTs 在 功 能 复 合 材 料 制 备 领 域 的 广 泛 应 用 奠 定 了 实 验 基 础 参 考 文 献 [1] 摇 Iijima S. Helical microtubules of graphitic carbon [ J]. Nature, 1991, 354: 56 鄄 58. [2] 摇 Wei T, Fan Z J, Luo G H, et al. A new structure for multi 鄄 walled carbon nanotubes reinforced alumina nanocomposite with high strength and toughness [ J]. Mater Lett, 2008, 62: 641 鄄 644. [3] 摇 Falvo M R, Clary G J, Taylor R M, et al. Bending and buck 鄄 ling of carbon nanotubes under large strain [ J]. Nature, 1997, 389: 582 鄄 584. [4] 摇 Lee R S, Kim H J, Fischer J E, et al. Conductivity enhance 鄄 ment in single 鄄 walled carbon nanotube bundles doped with K and Br [J]. Nature, 1997, 388: 255 鄄 257. [5] 摇 韩 宝 忠, 马 凤 莲, 郭 文 敏, 等. 磁 场 处 理 对 LDPE 及 其 碳 纳 米 管 复 合 材 料 电 导 特 性 的 影 响 [J]. 新 型 炭 材 料, 2013, 28(1): 20 鄄 25. (HAN Bao 鄄 zhong, MA Feng 鄄 lian, GUO Wen 鄄 min, et al. Effect of magnetic field treatment on the electrical conductivity of low 鄄 density polyethylene and its composites with CNTs [ J]. New Carbon Materials, 2013, 28(1): 20 鄄 25. ) [6] 摇 Kim P, Shi L, Majumdar A, et al. Thermal transport measure 鄄 ments of individual multiwalled nanotubes [ J]. Phys Rev Lett, 2001, 87: [7] 摇 Baughman R H, Zakhidov A A, Heer W A, et al. Carbon nano 鄄 tubes: the route toward application [ J]. Science, 2002, 297: 787 鄄 792. [8] 摇 陈 雅 君, 杨 春 壮, 郭 正 虹, 等. 多 壁 碳 纳 米 管 的 辐 照 处 理 及 其 对 多 壁 碳 纳 米 管 / 环 氧 树 脂 复 合 材 料 热 性 能 的 影 响 [ J]. 新 型 炭 材 料, 2012, 27(1): 67 鄄 73. (CHEN Ya 鄄 jun, YANG Chun 鄄 zhuang, GUO Zheng 鄄 hong, et al. Irradiation treatment of multiwalled carbon nanotubes and its effect on the thermal properties of their composites with epoxy resin [J]. New Carbon Materials, 2012, 27(1): 67 鄄 73. ) [9] 摇 Thostensona E T, Renb Z F, Choua T W. Advances in the sci 鄄 ence and technology of carbon nanotubes and their composites: a review [J]. Compos Sci Tech, 2001, 61: 1899 鄄 [10] 摇 Wong E W, Sheehan P E, Lieber C M. Nanobeam mechanics: elasticity, strength, and toughness of nanorods and nanotubes [J]. Science, 1997, 277: 1971 鄄 [11] 摇 Hernadi K, Ljubovic E, Seo J W, et al. Synthesis of MWNT 鄄 based composite materials with inorganic coating [J]. Acta Ma 鄄 ter, 2003, 51: 1447 鄄 [12] 摇 Hiura H, Ebbesen T W, Tanigaki K. Opening and purification of carbon nanotubes in high yields [ J]. Adv Mater, 1995, 7: 275 鄄 276. [13] 摇 Tohji K, Takahashi H, Shinoda Y, et al. Purification proce 鄄 dure for single 鄄 walled nanotubes [ J]. J Phys Chem B, 1997, 101: 1974 鄄 [14] 摇 梁 摇 峰, 李 摇 楠, 李 轩 科, 等. 添 加 炭 黑 和 碳 纳 米 管 对 酚 醛 树 脂 热 解 炭 的 结 构 及 抗 氧 化 性 的 影 响 [ J]. 新 型 炭 材 料, 2012, 27(4): 283 鄄 287. ( LIANG Feng, LI Nan, LI Xuan 鄄 ke, et al. Effect of the addi 鄄 tion of carbon black and carbon nanotubes on the structure and oxidation resistance of pyrolysed phenolic carbons [ J]. New Carbon Materials, 2012, 27(4): 283 鄄 287. ) [15] 摇 Ebbesen T W, Ajayan P M, Hiura H, et al. Purification of nanotubes [J]. Nature, 1994, 367: 519 鄄 521. [16] 摇 Georgakilas V, Kordatos K, Prato M, et al. Organic function 鄄 alization of carbon nanotubes [J]. J Am Chem Soc, 2002, 124 (5): 760 鄄 761. [17] 摇 Kong H, Gao C, Yan D Y. Controlled functionalization of multiwalled carbon nanotubes by in situ atom transfer radical polymerization [J]. J Am Chem Soc, 2004, 126 ( 2 ):412 鄄 413. [18] 摇 Liu J, Rinzler A G, Dai H J, et al. Fullerene Pipes [J]. Sci 鄄

9 第 2 期 毕 摇 松 等 : 多 壁 碳 纳 米 管 的 氧 化 剪 断 处 理 及 其 分 散 性 117 摇 ence, 1998, 280: 1253 鄄 [19] 摇 Chen J, Rao A M, Lyuksyutov S, et al. Dissolution of full 鄄 length single 鄄 walled carbon nanotubes [ J]. J Phys Chem B, 2001, 105: 2525 鄄 [20] 摇 Girifalco L A, Hodak M, Lee R S, et al. Carbon nanotubes, buckyballs, ropes, and a universal graphitic potential [ J]. Phys Rev B, 2000, 62(19): 鄄 [21] 摇 Hilding J, Grulke E A, Zhang Z G, et al. Dispersion of carbon nanotubes in liquids [J]. J Disper Sci Tech, 2003, 24(1):1 鄄 41. [22] 摇 Thess A, Lee R, Nikolaev P, et al. Crystalline ropes of metal 鄄 lic carbon nanotubes [J]. Science, 1996, 273: 483 鄄 487. [23] 摇 O'Connell M J, Boul P, Ericson L M, et al. Reversible water 鄄 solubilization of single 鄄 walled carbon nanotubes by polymer wrapping [J]. Chem Phys Lett, 2001, 342(3 鄄 4): 265 鄄 271. [24] 摇 Li W Z, Zhang H, Wang C Y, et al. Raman characterization of ligned carbon nanotubes produced by thermal decomposition of hydrocarbon vapor [ J]. Appl Phys Lett, 1997, 70 (20 ): 2684 鄄 [25] 摇 Nepal D, Geckeler K E. ph 鄄 Sensitive dispersion and debundl 鄄 ing of single 鄄 walled carbon nanotubes: lysozyme as a tool [J]. Small, 2006, 2(3): 406 鄄 412. [26] 摇 Jiang L Q, Gao L, Sun J. Production of aqueous colloidal dis 鄄 persions of carbon nanotubes [ J]. J Colloid Interf Sci, 2003, 260: 89 鄄 94. [27] 摇 Hu H, Yu A, Kim E, et al. Influence of the zeta potential on the dispersibility and purification of single 鄄 walledcarbon nano 鄄 tubes [J]. J Phys Chem B, 2005, 109(23): 鄄 [28] 摇 Tasis D, Tagmatarchis N, Georgakilas V, et al. Soluble carbon nanotubes [J]. Chem Eur J, 2003, 9(17): 4000 鄄 [29] 摇 Vaisman L, Wagner H D, Marom G. The role of surfactants in dispersion of carbon nanotubes [ J]. Adv Colloid Interf Sci, 2006, (128 鄄 130): 37 鄄 46. [30] 摇 Saito R, Fujita M, Dresselhaus G, et al. Electronic structure of chiral graphene tubules [J]. Appl Phys Lett, 1992, 60: 2204 鄄 [31] 摇 Yu J, Grossiord N, Koning C E, et al. Controlling the disper 鄄 sion of multi 鄄 wall carbon nanotubes in aqueous surfactant solu 鄄 tion [J]. Carbon, 2007, 45(3): 618 鄄 623. 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 詭 新 型 炭 材 料 再 创 佳 绩 2013 年 6 月 20 日 ISI( 美 国 科 学 信 息 研 究 所 ) 发 布 2012 年 度 JCR ( 期 刊 引 证 报 告 ), 新 型 炭 材 料 (NEW CARBON MATER)2012 年 影 响 因 子 为 ,5 年 影 响 因 子 为 , 数 据 持 续 增 长 2013 年 7 月 18 日, 国 家 新 闻 出 版 广 电 总 局 公 布 了 全 国 百 强 科 技 期 刊 冶 获 奖 名 单, 新 型 炭 材 料 榜 上 有 名 百 强 科 技 期 刊 冶 是 为 建 立 完 善 文 化 产 品 评 价 体 系 和 激 励 机 制, 以 报 刊 出 版 质 量 综 合 评 估 为 抓 手, 实 施 精 品 报 刊 建 设 工 程 在 全 国 范 围 内 重 点 培 育 和 推 出 的 能 建 设 社 会 主 义 核 心 价 值 观, 建 设 学 术 理 论 创 新 体 系, 具 有 重 要 思 想 价 值 科 学 价 值 或 文 化 艺 术 和 学 术 价 值 的 100 家 期 刊 新 型 炭 材 料 近 年 来 以 服 务 科 研 为 导 向, 紧 跟 学 科 热 点 前 沿, 放 眼 国 际 炭 材 料 领 域, 着 力 打 造 国 内 一 流 国 际 知 名 的 精 品 学 术 期 刊