碳纳米管/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备及性能

叶天南 刘汉洲 闫思齐 畅文娟 樊文慧 余 枭 文万信



碳纳米管/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备及性能

叶天南 刘汉洲 闫思齐 畅文娟 樊文慧 余 枭 文万信

（苏州大学医学部放射医学与防护学院 江苏省放射医学与防护学院重点实验室 苏州 215123）

通过活度2.072×1015Bq、剂量率2 kGy∙h−1的钴-60进行辐照接枝和辐照交联两步法制备了碳纳米管复合水凝胶。使用傅里叶红外光谱(Fourier Transform Infrared spectroscopy, FTIR)、热释重分析(Thermal gravimetric analysis, TGA)、透射电子显微镜(Transmission electron microscope, TEM)、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、BET比表面积(Brunauer-Emmett-Teller Specific Surface Area)等方法对样品进行了表征。结果显示，改性后的碳纳米管(Carbon nanotubes, G-CNTs)的管壁出现了明显的链段，其傅里叶红外光谱在1452 cm−1和1 726 cm−1处多了两个吸收峰；碳纳米管复合水凝胶的BET值(30 m2∙g−1)比聚丙烯酰胺水凝胶的(12m2∙g−1)提高了一倍多。实验结果表明丙烯酸被成功接枝到CNTs的管壁上。G-CNTs在凝胶中均匀分散，并提高了复合水凝胶的比表面积和机械强度。

碳纳米管，水凝胶，辐照接枝，辐照交联

自从20世纪末科学家发现了碳纳米管(Carbon nanotubes, CNTs)后，它就得到了广泛的研究与应用。研究发现，碳纳米管具有高机械强度[1]和BET比表面积(Brunauer-Emmett-Teller Specific Surface Area)[2]、导电性能好、储氢性能强[3−4]等优异特性。另外，碳纳米管的量子筛分这一特性使得其对氢气和氘气具有选择吸附[5]，因此碳纳米管可以被应用在选择性吸附氢及其同位素上。

水凝胶是一种具有三维网状结构的亲水材料，具有超强吸水性[6]和组织等效性，因此被广泛应用于经皮给药[7]、组织工程[8]、处理水[9]、水分保持[10]、分离水[11]等。水凝胶吸水后透气性变差，影响了其在气体吸附过滤中的应用。……