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碳纳米管具有结构独特,机械性能好、电学性能优良、化学稳定性和高热稳定性高等众多优势,已逐渐成为化学、材料和物理等领域中的研究重点。但是在溶剂中溶解度差、在聚合物中分散困难等缺点,限制了碳纳米管的广泛应用。因此,通过表面功能化来提高碳纳米管溶解性和分散性已经成为了碳纳米管走向实用化的关键。均相反应体系中,均相催化剂具有高活性和高选择性等优点的同时,也存在不足,均相催化剂从反应产物中的分离回收是很困难的。为了解决这个问题,通常用到的方法是将催化剂负载在不溶于溶剂的固体载体,这种方法只需要简单的过滤操作就能达到催化剂的回收和重复再利用的目的。而碳纳米管经过有机小分子功能化可以溶解在溶剂当中,如果将均相催化剂负载到碳纳米管(CNTs)表面,使其完全分散,它就能克服催化反应过程中的传质阻力,进行高效催化,并实现催化剂的回收再利用。本实验中,将2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧自由基(TEMPO)接枝到经过氧化的多壁碳纳米管(MWNTs)表面,提高了其分散性能,并在Anelli醇氧化催化体系中,探索了高分散性和低分散性的MWNTs-TEMPO对醇氧化反应的催化活性差异,当负载催化剂MWNTs-TEMPO几乎完全分散时,其转化率与与其均相催化活性相当,而低分散时,其催化活性明显降低。此外,高分散的MWNTs-TEMPO催化剂经过6次循环催化,其催化活性保持不变。高分子接枝作为碳纳米管功能化的有效方法,不但可以增加碳纳米管的溶解度,而且可以提高碳纳米管在聚合物中的分散性和相容性。基于二氧化碳和环氧丙烷不朽聚合机理,在碳纳米管表面首次成功的实现了表面引发二氧化碳和环氧丙烷交替共聚合,得到表面接枝聚碳酸丙烯酯的功能化多壁碳纳米管。通过调整催化剂和环氧丙烷的进样比率可以控制碳纳米管表面接枝的聚碳酸酯的含量和厚度。碳纳米管的此种化学修饰方法最重要的特点是接枝率高,最高可达90%。实验过程中,通过FTIR,1H NMR,13C NMR, SEM,TEM,和TGA等分析手段,对所得到的功能化碳纳米管进行了表征。此方法得到的表面接枝聚碳酸酯的碳纳米管,高密度分散于有机溶剂中后,可以制得高韧性的导电薄膜。此功能化碳纳米管与聚碳酸酯复合,可以实现其机械性能增强。该表面引发接枝聚合方法具有反应条件温和、简单、一步反应、绿色和无有机溶剂等优点,为其它材料表面改性提供了新的路线。