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碳纳米管作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多独特的力学、电磁学和化学性能。近几年来,随着碳纳米管及纳米材料研究的不断深入,其广阔应用前景也不断显现出来。
本文合成了一系列由环糊精和乙二胺等修饰的多壁碳纳米管,并利用红外光谱和透射电子显微镜对其进行了表征。用紫外-可见光谱和荧光光谱对环糊精修饰的多壁碳纳米管(MWNT-CDs)与有机功能分子的复合物进行了检测。结果发现有机功能分子对MWNT-CDs的荧光发射具有敏化作用。这可能是由有机分子和MWNT-CDs之间的能量转移引起的。此外,在敏化过程中环糊精基团起了很重要的作用。
以羧基修饰的碳纳米管(MWNTs-COOH)为模板,用湿化学的方法合成了其与半导体纳米粒子的复合物。结果表明,在MWNTs-COOH/TiO2复合物中,TiO2纳米粒子可将MWNTs-COOH“焊接”成为更长的纳米管。该复合物的光催化活性比纯TiO2纳米粒子的光催化活性高很多。同时,对MWNTs-COOH/SnO2纳米粒子复合物导电性的研究表明碳纳米管可以大大提高SnO2纳米粒子的导电性。这些复合物的优良性质可能归因于碳纳米管很高的长径比及其大π键体系。
此外,我们还利用循环伏安法研究了修饰多壁碳纳米管的电化学性质。MWNTs-COOH修饰的ITO电极对K3[Fe(CN)6]有很好的电催化作用,而K3[Fe(CN)6]在MWNT-CDs修饰的电极中的电化学响应很小,这可能是由于MWNT-CDs中的环糊精基团与K3[Fe(CN)6]分子的不匹配性造成的。MWNT-CDs修饰的电极对胆酸钠和脱氧胆酸钠表现出很高的选择性,这表明MWNT-CDs中的环糊精对胆酸盐有分子识别的功能。乙二胺修饰的多壁碳纳米管(MWNTs-NH2)电极则对水溶液中的Cu2+离子有很高的灵敏度,最低检出限可达1×10-10mol/L,比ITO电极高4个数量级。这可能归因于MWNTs-NH2对Cu2+的配位作用。