碳纳米管比表面积测定方法比较
摘要：多巴胺（3,4-二羟基苯乙胺）是生物体内的一种神经传导物质，对各种基体（如金属、陶瓷、半导体、高分子等）的湿表面都具有很好的粘附性，其粘附机理是通过多巴胺在有氧的弱碱性环境中发生自聚合生成聚多巴胺实现的。聚多巴胺含有丰富的酚羟基和氨基活性官能团，能够继续发生二次反应，为基体的二次改性提供了广泛的平台。本论文利用多巴胺表面修饰的方法，对炭黑进行亲水性改性和制备Fe3O4沉积的磁性碳纳米管（CNTs）复合材料。研究内容如下：利用多巴胺在炭黑表面的氧化自聚合，在炭黑粒子表面包覆一层高亲水性的聚多巴胺膜，制备了高亲水性炭黑。并研究了多巴胺的反应条件和反应机理。对制得的炭黑-聚多巴胺复合粒子进行热重分析(TGA) 、粒径分布（BET）和透射电镜(TEM)的表征。结果表明，聚多巴胺成功的包覆在了炭黑表面，炭黑成功的实现了由疏水向高亲水的转变并且保持良好的热稳定性。
关键词：多巴胺 炭黑 亲水性 表面功能化 修饰方法 反应机理 复合材料
前言：碳纳米管（CNTS）作为一类新型吸附剂和载体材料已经被广泛研究。碳纳米管不仅具有稳定的化学性质，独特的电学和机械性能，而且具有大的表面积，可提供更多的吸附位点。但原始碳纳米管水溶性很差，在水溶液中很容易聚集，同时其表面所含官能团较少而不利于吸附。所以，对碳纳米管的改性一直是人们研究的热点。另外，多巴胺不仅具有丰富的官能团，而且可以通过自发的氧化聚合，很容易粘附到各种材料表面上，为合成各种复合材料提供了一个多功能平台。所以，结合碳纳米管和多巴胺二者优点，可得到新型多功能的复合材料。其中，将多巴胺改性的碳纳米管（CNTS@PDA）作为吸附剂，不仅可以为吸附Pb2 提供大的表面积，而且提高了碳纳米管的水溶性，其表面含有丰富官能团，更有利于Pb2 的移除。
1、多巴胺改性碳纳米管的制备
（1）将500mg碳纳米管分散至浓度为50mg/mL的40mL多巴胺水溶液中，并使其分散均匀；
（2）在持续磁力搅拌的条件下，在步骤（1）所得的产物中快速加入10mL，pH为8.5的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液；50mg/ml
（3）将步骤（2）所得溶液在室温下机械搅拌反应10小时；
（4）将步骤（3）所得的产物用去离子水和乙醇溶液各洗涤三次，除去产物表面的杂质与多巴胺单体；
（5）最终将步骤（4）所得的复合材料产物在真空干燥器中干燥，即得所需产品。
