从手性聚倍半硅氧烷制备螺旋含碳纳米材料

【作者】 王庆锋； 刘丹； 李艺； 杨永刚；

【机构】 苏州大学材料与化学化工学部；

【摘要】 手性的、螺旋的碳结构具有高导电性、弹性、光学活性和电磁波吸收性能,在微磁传感器、力学微弹簧、手性传感器和电磁波吸收剂领域有潜在的应用。迄今为止,弹簧状的碳微米、纳米线圈,扭曲的碳纳米带和螺旋碳纳米管已有报道,通常采用化学气相沉积的方法制备这些材料~1。但是,这些一维碳纳米结构的手性难以控制。文献报道,聚倍半硅氧烷可以作为前驱体来制备碳材料,且产物能够保留聚倍半硅氧烷的介观结构~2,因此,在本工作中,我们首先采用自模板法制备了左手螺旋的聚倍半硅氧烷纳米束,氩气保护下碳化后得到单手螺旋碳/二氧化硅复合物,再利用氢氟酸去除二氧化硅,就得到了左手螺旋的由细微纳米纤维组成的含碳纳米束。拉曼光谱和X-射线衍射图表明,得到的碳结构是无定形的。材料表面出现介孔,来自于超细纳米纤维之间的空隙。反射圆二色谱表征说明,材料具有旋光手性,这种手性部分来自于埃尺度的手性和纳米尺度的螺旋。与此同时,我们采用外模板法制各了单手螺旋的4,4’-亚联苯基聚倍半硅氧烷纳米管,碳化后得到碳/二氧化硅纳米管,去除二氧化硅后得到碳纳米管,同样保留了原始的单手螺旋形貌~3。更多还原