功能化修饰

功能化修饰（精选6篇）

功能化修饰 篇1

摘要：综述了近年来国内外碳纳米管共价修饰功能化的研究进展,功能化后的碳纳米管不仅保持了原有的特异性质,而且还表现出修饰基团参加反应的活性,为碳纳米管的分散、组装及表面反应提供可能。

关键词：碳纳米管,共价修饰,分散

碳纳米管(CNTs)具有耐热、耐腐蚀、耐热冲击、传热和导电性好、高温强度高、生物相容性好等一系列综合性能[1],自1991年被发现以来,就引起了科学界的广泛关注并普遍认为其具有及其广阔的应用前景[2]。随着CNTs合成技术和纯化方法的日趋完善,人们开始把注意力转向应用研究,近年来,碳纳米管在催化[3]、材料[4]和太阳能电池[5]方面的应用引起了科学界的广泛关注。

CNTs几乎不溶于任何溶剂,且在溶液中易聚集成束,妨碍了对其进行分子水平研究及操作应用,也难于将它纳入生物体系,大大限制了CNTs在各方面的应用。为了提高CNTs在溶剂中的分散性,增强其与基体材料的界面结合力,对其进行表面修饰和功能化就成为打开CNTs应用瓶颈的关键一环。

目前,CNTs的表面修饰和功能化主要分为共价方法和非共价方法。共价修饰方法主要基于将官能团以共价键的方式嫁接到CNTs的侧壁或端头。CNTs的直接侧壁共价修饰一般都伴随着C原子从sp2杂化到sp3杂化的改变以及一些共轭结构的破坏。缺陷位功能化主要利用CNTs本身存在的具有化学反应活性的缺陷位点,例如碳纳米管打开的端头,侧壁上的空洞以及六元C环构筑的石墨烯结构中混杂的部分五元环和七元环,又称为Stone-Wales缺陷。非共价修饰则是具有共轭结构的大分子通过其与CNTs之间存在的诸如范德华力、π-π共轭等化学作用包覆在CNTs的表面。另外,CNTs的内部填充一般也归在非共价修饰范畴。共价修饰功能化后的CNT不仅保持了原有的特异性质,而且还表现出修饰基团参加反应的活性,为CNT的分散、组装及表面反应提供可能。将功能化的CNT应用到复合材料、催化剂载体、电子器件、光学材料及生物医学等领域当中,逐渐成为一个新的研究热点。

1 碳纳米管侧壁卤化

在室温到600℃的温度范围内,CNTs可以通过与氟元素反应得到氟化碳纳米管(F-CNTs)[6,7]。1996年,Nakajima T等[6]首次合成了F-CNTs。接着,Smalley等[8]系统地研究了氟与单壁碳纳米管(SWNT)的反应,合成氟化程度高达约C2F的F-CNTs。由于F-CNTs中的氟与醇中的氢形成较强的氢键,F-CNTs可以分散在醇中形成稳定的溶液相(～1mg/mL),这使得研究侧壁F-CNTs的物理化学性质成为可能。

F-CNTs中C-F键还易被RLi、RMgX或RONa等亲核试剂进攻[9]。所得到的烷基化CNTs在一般的有机溶剂,例如THF中有很好的分散性,而且其可以通过在惰气中500℃脱烷基而重新得到未修饰的CNTs。另外,有报道称一些二胺[10]也可以通过亲核取代与F-CNTs反应,生成氨基官能团修饰的CNTs。由于端部氨基的存在,氨基CNTs可以很好地分散在稀酸和水中。氨基CNTs可以进一步与羧酸或酰氯类化合物反应,另外伯胺还可以与各种生物分子反应,将其锚定在CNTs表面以便应用于生物领域。

电化学氧化合适无机盐的方法为卤素原子嫁接到石墨及类石墨材料提供了可能。研究者通过电化学的方法成功实现CNTs的氯化或溴化[11]。氯化或溴化CNTs可以溶于极性溶剂中。

2 基于碳纳米管缺陷位的功能化

CNTs的制备过程中会不可避免的伴随着一些副产物的生成,其主要副产物为无定形的碳和催化剂纳米颗粒,所以无论从研究的角度还是应用的角度来讲都需要对CNTs进行提纯。应用于CNTs纯化的方法如酸氧化法[12],会打开碳管端口并在碳管侧壁缺陷(如Stone-Wales缺陷)处形成空洞。纯化后的碳管长度一般小于1 μm,而且端口和侧壁被修饰上一些含氧官能团,主要为羧基,羟基,羰基等。

通过氧化引入CNTs的羧基官能团为CNTs进一步的修饰功能化提供了有用的位点,因为羧基官能团可以通过生成酰胺或酯键来共价连接其他分子。Liu等[12]的开创性工作表明,在酸切断CNTs时生成的主要基团为羧基,其可以通过酰胺化与硫醇烷基胺反应对CNTs进一步的功能化。所得的材料利用硫醇基团接上纳米金之后,可以通过AFM明显地观察到。

Haddon等[13]用长链的烷基胺与氧化CNTs反应,首次制备出能溶于有机溶剂的功能化CNTs。进一步的研究表明,4-烷基苯胺[14]与CNTs表面的羧基反应同样可以得到水溶性的产物,其中长的烷基链对增加CNTs的水溶性起到关键性的作用。

酯化反应同样可以用来修饰CNTs,改善其分散性。Shinkai等[15]通过CNTs端部高密度的羧酸酯或其他含氧官能团将其两端接起来形成完美的圆环。Sun及其合作者[16,17]还通过酰胺化或酯化反应将亲油和亲水的枝状聚合物修饰到CNTs的表面,并用NMR和电镜表征修饰后的CNTs。他们还发现修饰到CNTs表面的荧光芘衍生物还引入了一些特殊的光物理性质:光激发后,平面的芘与CNTs之间存在相互作用,即有能量转移,从而引起荧光淬灭现象[18]。研究者们还将卟啉衍生物修饰到氧化CNTs的缺陷处,所得产物用于组装光电器件[19]。卟啉修饰CNTs的光物理研究表明,染料的荧光淬灭与这两种组分的叠合面积有关,而且CNTs和卟啉的结构排列对该复合材料的光物理行为也有关键性的影响。

Kim等[20]制备了Ru有机染料修饰的CNTs,所得产物引入到TiO2薄膜并详细研究了其组装的太阳能电池的I-V特性,与未修饰的TiO2电池相比,开路电压(Voc)增加了0.1V,他们将这一性能的提高归因于TiO2纳米颗粒锚定的碳管中酞菁分子上NH官能团的引入。Haddon等[21]也开展了相似的工作,他们证实了化学修饰的SWNT中光诱导的电荷分离特性,使得半导体CNTs薄膜具有持久光导性能。

将CNTs控制性地沉积或排列在不同载体的表面近年来也是非常热门的一个研究课题,原则上,通过石墨层表面的酸性基团,CNTs可以连接到任何载体的表面。通过CNTs端头羧基与硫醇的反应,在金的表面控制性的沉积CNTs这一课题方面取得了重大进展[22]。用合适的硫醇衍生物处理裁短的氧化CNTs,所得产物可以锚定在金载体的表面。

3 环加成反应

Haddon研究组首次报道了SWNT与卡宾的环加成反应[23]。Hirsch等还报道了SWNTs在脱质子化作用下氮烯的[2+1]环加成反。

Prato等[24]开发了一种简单的得到可溶性CNTs的方法:原位形成的亚甲胺叶立德通过1,3-偶极环加成反应修饰到石墨化的表面,形成氮杂戊环。该方法一经报道后研究者们还利用此方法制备了氨基修饰的CNTs,其中氨基非常适合共价锚定各种分子或通过正/负电荷作用形成复合物。各种各样的生物分子也被接到氨基CNTs上,例如:氨基酸、缩氨酸和核酸。产物有望用于生物领域,包括疫苗、药物输运、基因传递和增强免疫性等方面。

4 自由基反应

Sinnott等[25]采用经典分子动力学模拟方法构建了碳自由基与CNTs的加成模型。模拟结果表明CNTs管壁上存在很大的自由基加成的可能性。

Khare等利用冷电弧放电的方法将H、N、NH和NH2自由基修饰到CNTs的表面,并辅以电脑模拟结果。在该工作中作者使用的前驱体是微波放电方法产生的氨等离子体。在这一工作的基础上,研究者们[26]将氨基修饰的CNTs与13C富集的对苯二酸反应,利用13C质谱清晰地检测到了二者之间共价键的形成。通过这个反应还有望实现CNTs端头与端头,端头与侧壁的连接。

5 机械化学功能化

在反应性的气体气氛中,对CNTs进行球磨,发现CNTs在切短的同时带上了各种官能团,如氨基、硫醇等[27]。用同样的方法[28]将SWNTs与KOH进行固体球磨反应,改性后的CNTs表面产生了羟基。在Raman光谱中发现改性后的SWNT的D峰明显增加,所得衍生物在水中的溶解度可达3mg/mL。由于羟基间氢键相互作用,球磨后的CNTs相互间发生了自组装。

6 结语

近年来,共价修饰功能化是CNTs应用研究领域中的一个新兴且重要的研究方向。从目前的研究现状来看,CNTs的共价修饰功能化研究尚处于起步阶段,有待于进一步完善。如功能化的方法还不是很成熟,表征手段的不完善,离实现工业化还有一段距离。但是随着CNTs功能化方法的发展,仪器设备的不断进步,这些问题必将得到解决。相信,通过科学工作者们的不懈努力,功能化的CNTs必将成为本世纪最有应用前景的新型材料。

功能化修饰 篇2

类：

访问修饰符 修饰符 class 类名称 extends 父类名称 implement 接口名称（访问修饰符与修饰符的位置可以互换）访问修饰符 名称 说明 备注

可以被本项目的所有类访问（使用），其他项目若想使用public类必须定public 本项目中的类，必义在和类名相同的须将本项目打包为同名文件中 jar包，然后加入到classpath中

默认的访问权限，可以省略此关键

只能被同一个包中(default)字，可以定义在和的类访问（使用）

public类的同一个文件中

修饰符 名称 说明 备注

使用此修饰符的类final

不能够被继承

类只要有一个 如果要使用abstract方法，类就abstract类，之前必须定义为abstract 必须首先建一个继abstract，但

承abstract类的新abstract类不一定类，新类中实非要保护abstractabstract类中的抽方法不可 象方法。

（abstract也可以

修饰内部类）

综上知：类的访问修饰符只有两个：public、package 但是特殊的情况下：成员内部类和静态内部类前面还可以有protected、private访问修饰符（而局部内部类和匿名内部类没有这两种修饰符），同时静态内部类也可以有static修饰符 变量

1.Java中没有全局变量，只有方法变量、实例变量（类中的非静态变量）、类变量（类中的静态变量）。

2.方法中的变量不能够有访问修饰符。所以下面访问修饰符表仅针对于在类中定义的变量。

3.声明实例变量时，如果没有赋初值，将被初始化为null（引用类型）或者0、false（原始类型）。

4.可以通过实例变量初始化器（又叫实例块）来初始化较复杂的实例变量，实例变量初始化器是一个用{}包含的语句块，在类的构造器被调用时运行，运行于父类构造器之后，构造器之前。

5.类变量（静态变量）也可以通过类变量初始化器来进行初始化，类变量初始化器（又叫静态块）是一个用static{}包含的语句块，只可能被初始化一次。访问修饰符 名称 说明 备注

可以被任何类public

访问

可以被所有子

子类没有在同一包protected 类访问，可以

中也可以访问

被同一包中的所有类访问

private 只能够被当前

类的方法访问

可以被同一包如果子类没有在同缺省

中的所有类访一个包中，也不能无访问修饰符

问 访问

##上面所说的变量都是成员变量，局部变量前是没有访问修饰符的，因为局部变量的生命周期只在当前函数中，再声明访问修饰符没有意义

修饰符 名称

说明 静态变量（又称为类变量，其它的称为实例变量）常量，值只能够分配一次，不能更改 static final

备注

可以被类的所有实例共享。

并不需要创建类的实例就可以访问静态变量

注意不要使用

const，虽然它和C、C++中的const关键

字含义一样

可以同static一起使用，避免对类的每个实例维护一个拷贝

告诉编译器，在类对象序列化的时候，此变量不需要持久保存

指出可能有多个线程修改此变量，要求编译器优化以保证对此变量的修改能够被正确的处理

主要是因为改变量可以通过其它变量来得到，使用它是为了性能的问题 transient volatile

方法

访问修饰符 修饰符 返回类型 方法名称（参数列表）throws 违例列表

1.类的构造器方法（也叫构造方法）不能够有修饰符、返回类型和throws子句 2.类的构造器方法被调用时，它首先调用父类的构造器方法，然后运行实例变量和静态变量的初始化器，然后才运行构造器本身。3.如果构造器方法没有显示的调用一个父类的构造器，那么编译器会自动为它加上一个默认的super()，而如果父类又没有默认的无参数构造器，编译器就会报错。super必须是构造器方法的第一个子句。4.注意理解private构造器方法的使用技巧。

###其实构造方法前也可以有public / protected /private 访问修饰符（这三个默认可以不写 或者写 public）和void修饰符（默认可以不写）；但是绝对不能有final、static修饰符 访问修饰符 名称 说明 备注

可以从所有类public

访问

可以被同一包中的所有类访

子类没有在同一包protected 问

中也可以访问

可以被所有子类访问

只能够被当前private

类的方法访问

缺省 可以被同一包如果子类没有在同无访问修饰符 中的所有类访一个包中，也不能

问

修饰符 名称

访问

说明

static final abstract native synchronized

备注

提供不依赖于类实例

静态方法（又的服务

称为类方法，并不需要创建类的实

其它的称为

例就可以访问静态方

实例方法）

法

注意不要使用const，虽然它和C、C++中的防止任何子

const关键字含义一样

类重载该方

可以同static一起使

法

用，避免对类的每个实例维护一个拷贝

抽象方法，类不能将static方法、中已声明而final方法或者类的构没有实现的造器方法声明为方法 abstract 用该修饰符定义的方法参见Sun的Java 在类中没有Native接口（JNI），实现，而大多JNI提供了运行时加载数情况下该一个native方法的实方法的实现现，并将其于一个Java是用C、C++类关联的功能 编写的。

当一个此方法被调用时，没有其它线程能够

多线程的支调用该方法，其它的持 synchronized方法也

不能调用该方法，直到该方法返回

接口

访问修饰符 interface 接口名称 extends 接口列表 1.接口不能够定义其声明的方法的任何实现 2.接口中的变量总是需要定义为“public static final 接口名称”，但可以不包含这些修饰符，编译器默认就是这样，显示的包含修饰符主要是为了程序清晰 访问修饰符 名称 说明 备注 public 所有

碳纳米管功能化表面修饰研究进展 篇3

根据构成管壁碳原子层数的不同, 碳纳米管大致可分为两类:单壁碳纳米管 (SWNTS) 和多壁碳纳米管 (MWNTS) 。自1991年被发现以来, 因其独特的结构以及优异的电学、机械等性能, 在纳米电子器件、超强复合材料、储氢材料、催化剂载体等诸多新领域上引起全球物理、化学及材料等科学界的极大兴趣[1]。在电子、通信、化工、生物、医药、航空、航天等领域具有广泛的应用前景。近几十年来国内外对CNTs的研究与开发异常活跃, 从制备、结构到应用和改性的探索不断。

但是碳纳米管在溶剂中分散性差、加工操作困难, 这极大地限制了它的应用, 因而需要通过表面改性来提高它的溶解性和分散性.另外, 通过化学或物理的方法还可以将其他功能性基团或材料复合到碳管的表面制备多功能性材料[3]。因此, 碳纳米管的功能化改性是非常重要的一个研究领域。

1 碳纳米管功能化改性研究

根据现有的研究结果, 将碳纳米管的功能化修饰分为两类:共价改性和非共价改性。

1.1 共价性修饰

共价修饰, 主要利用CNTs的端头及弯折处易被氧化断裂, 同时转化为羧基、羟基的特点。共价改性碳纳米管可以粗略分为两类, 即直接在碳纳米管表面进行基团键接改性和通过碳纳米管表面的羧基进行化学改性。对于前者, 主要是指不需要对碳纳米管氧化处理而直接在碳纳米管表面接上基团以增加其在有机溶液中的溶解性, 最为典型的一种方法就是碳纳米管表面氟化[5]。后者主要通过氧化性酸处理后使碳纳米管表面带有羧酸基团, 再进行一些化学反应在碳管表面接上其他所需基团以增加碳纳米管在有机溶剂中的溶解性, 最为典型的方法就是先与二氯亚砜 (SOCl2) 反应, 再与长链分子进行酰胺反应或酯化反应[6]。这两类共价改性的方法都会不同程度的破坏碳纳米管的结构并影响其性能。

Tagmatarchis等[7]在加碱水解条件下报道了碳纳米管上Lewis酸位的氯仿亲电加成。发现将碳纳米管表面羟基进一步酯化, 能够增加其水溶性, 这样可以得到完整的光谱表征数据。陈传盛等[8]采用硫酸和硝酸的混酸氧化CNTs、然后用氨水和柠檬酸纯化的方法, 在碳纳米管的表面引入丰富的羟基、羧基和氨基官能团及柠檬酸分子, 提高了碳纳米管在水中的分散性能。王国建等[9]用原子转移自由基聚合 (AT-RP) 与自缩合乙烯基聚合 (SCVP) 相结合的方式, 合成了超支化聚合物聚对氯甲基苯乙烯 (PCMS) , 该聚合物每个分枝均以卤素原子封端, 再用叠氮化反应将卤素原子转换为-N3, 通过-N3与单壁或多壁碳纳米管反应将超支化聚合物接到碳纳米管的表面上, 实现了碳纳米管的化学修饰, 这种方法在对碳纳米管修饰的同时较好的保持了其结构的完整性。

张怀等[10]利用氧化后SWNTs上的羧基与DNA末端的氨基形成的酰胺共价键从而共价修饰SWNTs, DNA共价修饰后的SWNTs仍具有生物活性, 且能够与其他生物分子发生相互作用。刘美玲等[11]通过过二硫酸铵氧化以及氨基磺酸铵化学修饰的两个步骤, 制备了在水中有较大溶解度的SWNTs, 氨基磺酸铵与碳纳米管以酰胺键连接, 此水溶性碳纳米管有较好的生物活性, 预计在生物化学和生物医药领域有着重要的应用前景。

1.2 非共价修饰

非共价化学改性是指对碳纳米管表面进行物理吸附和包覆, 非共价相互作用包括π-π堆叠作用、疏水相互作用等。由于碳纳米管的侧壁由片层结构的石墨组成, 碳原子的sp2杂化形成高度离域化π电子, 这些π电子可以被用来与含有π电子的其他化合物通过π-π非共价键作用相结合得到功能化的碳纳米管。这种非共价修饰方法不会对碳纳米管本身的结构造成破坏, 从而可以得到结构完整的功能化碳纳米管[12]。因此, 这种结合力主要依靠分子之间的范德华力、氢键、疏水力和静电吸引等弱相互作用。

刘爱红等[13]采用表面沉积交联法实现了壳聚糖对碳纳米管的表面修饰, 得到的复合材料中碳纳米管表面完全被壳聚糖所覆盖, 管径变粗, 且由于壳聚糖覆盖层的静电排斥作用, 使壳聚糖修饰后碳纳米管的团聚减少。王红科等[14]合成了5- (4-羟基苯基) -10, 15, 20-三苯基卟啉锌配合物, 与活化后的MWNTs发生酯化反应, 从而得到金属卟啉有机共价化学修饰的多壁碳纳米管复合物;同时, 利用金属卟啉环上的π电子与MWNTs管壁上的π电子通过π-π堆积效应, 得到金属卟啉有机非共价修饰的多壁碳纳米管复合物。

2 功能化碳纳米管的应用

高分子化合物具有优良的可加工性和良好的物理、化学、力学性质, 根据CNTs的固有性能, 它应该是高分子复合材料较好的增强填料。但由于CNTs在溶剂中的不溶解性及在大部分聚合物中的不易分散性, 使它的实际应用范围和性能的展示受到一定限制。作为复合材料的一员, 经功能化的CNTs不仅要能够均匀地分散在聚合物基体中, 还必须与基体结合良好, 否则可能由于两者之间的滑移以及CNTs与CNTs之间的滑移而造成增强效果减弱。现在普遍认为, 为增强相互间的作用力, 可在CNTs表面接上能与基体官能团反应形成共价键或其他较强分子间作用力的基团。

吴鹏飞等[15]将CNTs氧化后, 酰氯化处理, 在氨基封端的PA6聚合时加入, 制备PA6/MWNTs母粒, 再加工成PA6/MWNTs纤维提高了纤维的断裂强度, 纤维中MWNTs质量分数仅为0.05%时, 纤维的断裂强度和初始模量分别增加了60%和86%。杨植等[16]将纯化后的MWNTs、甲醛溶液和一定量的氢氧化钠 (催化剂) 进行搅拌回流冷凝, 形成羟基功能化的MWNTs。与反应前相比, 在MWNTs表面, 生成了新的官能团———羟甲基 (CH2OH) 。羟基能和水分子形成稳定的氢键, 且随着羟基数目的增加, MWNTs的电离化程度增大, 使其表面带有更多的负电荷, 增大了其颗粒间的相互斥力, 使其能更加稳定地分散在水中。这种新生成的羟甲基中的羟基具有醇羟基的一些性质, 更有利于与马来酸酐进一步亲核加成, 进行酯化接枝。

2.1 功能化CNTs在催化剂载体领域的应用进展

CNTs独特而稳定的结构及形貌, 修饰后优良的表面性质, 使其适合作为新型催化剂载体。CNTs具有独特的纳米中空结构、封闭的拓扑构型, 使得它有可能作为一种纳米反应器;合适的孔径分布, 便于金属组分更好地分散;与传统催化载体材料相比, CNTs具有可调控的纳米管腔结构、大的长径比和边界效应, 处于管内的气体或液体有着完全不同的物理性能;CNTs的多孔性及大的比表面积, 能够填充和吸附颗粒;具有很高的热稳定性, 因而在作为催化剂载体方面有着很好的应用前景。

廖晓宁等[17]在浓硝酸中对CNTs表面进行功能化, 除去了制备过程中残留的催化剂, 同时使CNTs的表面产生部分活性基团。功能化的CNTs加入到硝酸镍的乙醇溶液中制得了10%Ni/CNTs催化剂。该催化剂用于苯加氢的反应, 增加了加氢的反应速率。因为经过硝酸处理后的CNTs表面上接上了一定数量的-OH、-COOH、-CO等亲水性基团, 这些亲水性的基团可在负载金属Ni的同时提高了Ni的分散性, 增加了单位质量Ni的有效面积, 在反应时也增加了苯与CNTs的接触机会。Funck A等[18]首先将MWNTs功能化, 产生活性位点 (-OH、-COOH) , 然后将烯烃聚合的助催化剂甲基铝氧烷 (MAO) 通过铝氧共价键铆定在MWNTs的活性位点上, 与此同时, 钛茂金属/MAO催化剂也就负载在CNTs填充材料上。聚合反应发生在靠近纳米管表面的地方, 使聚合物直接生长在MWNTs上, 导致聚合物有更好的填充覆盖。纳米管和聚合物的化学特性 (例如, 分子量, 立构规正度, 催化剂活性) 没有发生大的变化。结晶化的半时间随MWNTs的数量减少而降低。此外, CNTs作为成核剂, 可以提高结晶化温度, 结晶化的速率和结晶生长的维数。

2.2 功能化CNTs对材料光学性能的改善

将功能化的CNTs分散到聚合物当中可以提高其发光强度。功能化不仅能够增加CNTs的分散性能, 而且能够增加CNTs上的缺陷位点, 这些缺陷位点能够捕获激发能量, 从而使产生的光强度大, 波长分散宽[19]。由于CNTs上的缺陷位点对发光的高度敏感, 可以利用其发出的可见光作为一种光谱工具来检测功能化CNTs在样品或者纳米复合材料中的分散度。

2.3 医学上的应用

碳纳米管具有独特的一维结构, 其外表面除了可以非共价的吸附各种分子, 还可以键合多种化学基团以实现增溶及靶向作用, 其内部空间则可以包埋离子以及小分子, 且能以最小的毒性穿越细胞膜, 因此在生物医学, 包括药物传递、分子影像、基因治疗等方面具有较好的应用前景[20]。且经过适当的化学修饰后, 碳纳米管减少了细胞毒性且具有较好的生物活性和溶解性, 可以更好的应用于生物医药领域[21]。

目前, CNTs功能化研究已逐步发展成为制备具有某些特定功能的CNTs及其复合材料的手段。通过一定的化学反应对CNTs进行功能化修饰已成为新的研究热点:在保留CNTs特性的基础上进行功能化修饰, 更广泛地拓宽其应用范围。通过对碳纳米管进行有效的化学修饰, 可以改善其分散性能, 提高它与基体材料之间的相溶性并增强它们之间的相互作用, 使其与基体材料之间能够实现有效的承载转换, 从而提高碳纳米管复合材料的性能[4]。此外, 通过对其进行化学修饰还可以赋予碳纳米管新的性能, 获得各种性能优越的纳米材料。将功能化的CNTs应用到复合材料、催化剂载体、电子器件、光学材料及生物医学等领域当中, 逐渐成为一个新的研究热点, 引起了科学家的极大兴趣, 也使得CNTs在纳米材料的舞台上更加活跃。

摘要：由于碳纳米管表面缺陷少、缺乏活性基团, 并且具有很强的范德华力和很高的长径比, 严重的影响了它的应用。本文从共价修饰和非共价修饰两方面, 介绍了目前碳纳米管功能化修饰的方法和研究状况。从催化、医疗、材料等方面着重介绍了功能化修饰后的碳纳米管一些最新应用进展, 并展望了碳纳米管的发展与应用前景。

标题修饰,魅力增值 篇4

杨钰莹出道时叫杨岗丽，她录的第一盒磁带的署名也是杨岗丽。一两年过去了，杨岗丽仍然默默无闻，有人建议她改名，于是改名“杨钰莹”，果然大红大紫。

梅艳芳原名叫何加男，改为“梅艳芳”一名，“色香味”俱全。成龙原名陈港生，郑少秋原名郑创世，孙悦原名孙洪娟，林依伦原名林方，高枫原名曾焰赤，火风原名霍峰——这些明星把名字一改，果然响亮，并走红起来了。

演艺圈的明星们流行给自己取个迷人、浪漫、好记的艺名，使知名度大增，并能带来亨通的“星运”。

这些给我们什么启发呢？名字就是品牌，好名字就是好品牌，好品牌就有好价格。

取名字如此，拟标题亦然。标题耐人寻味，会给文章增色不少。文题如眼； “题好一半文，花香蝶自来”。

“标题是文章的脸面”，“脸面”的美丑决定着读者（尤其是阅卷者）对该文的第一印象与第一判断。回顾近年的高考，话题作文都要求“题目自拟”，这实际上就是对学生拟题能力的考查。

一、标题的作用

标题是文章内容和读者情感心理之间的第一个接触点，标题是让阅卷老师慧眼为之一亮的第一点，标题是让人一见钟情的因子，标题也提供给读者窥视文章内容的独特视角；标题能“展示我的个性，吸引他的眼球，收获月亮星光”。

二、拟题的原则

拟题的基本原则：确切，精炼，生动，新颖，有意蕴，有文采。

①确切，指的是符合文章内容，同时也指遣词造句符合规范。

②精炼，指的是标题字数恰当，不宜过长。

③生动，指的是题目具有可读性，饶有情趣。

④新颖，指的是有新视角，新思路，新感悟，给人新鲜感。

⑤有意蕴，指的是有内在的含义和魅力。

⑥有文采，指的是标题有诗意，有文学韵味。

三、拟题的要求

①标题范围尽量要小，要从自己确立的角度出发不要太大太泛；要合理出新。如果标题太大，可以采用副标题的方式加以限制。

②标题不能过长，一般不要超过8个字，标题过长则显得松散。

③标题要含蓄，把思维蕴涵于形象的标题之中，含蓄能起到言有尽而意无穷的作用，且能加深阅卷老师对文章内容的印象和体会。

④拟一个好题目，把题目演绎成一个生动的故事，用故事表达一个新颖独特的思想（可以适当想象，但要联系实际生活）。

⑤拟题时要善于联想。联想，就是由某人某事或事理推想到与其相关的其他人其他事物或其他事理的思维过程。

四、题目的类型

①话题型：如以“生活”为话题，就直接套用话题：《关于生活》；如以“同桌”为话题，就拟题为《同桌的故事》，这些题目不能体现考生的创造才能，只能说是聊胜于无。

②观点型：如以“位置”为话题就拟题为《有为才有位》；以“成功”为话题就拟题为《成功需要不懈的努力》；以“合作”为话题就拟题为《合作是人类共同的选择》等，直接表明作者的态度、见解，起提纲挈领的作用，比话题型的题目要好。

③文采型：我们应鼓励同学们要在观点型题目的基础上，运用必要的修辞手段，使题目真正做到不同凡响，一见难忘。如《乘着音乐的翅膀》、《梦想，从这里起航》、《“诚信”流浪记》„„

五、拟标题常见方法示例

常用拟标题方法：1.修辞法，2.引用法，3.反常法，4.符号法，5.悬念法，6.增补法，7.中外结合法，8.怪异另类法。

1.修辞法

是指运用比喻、拟人、夸张、对偶、双关、反诘等修辞手法拟题，使题目生动，鲜明，美妙，贴切。

①比喻：关于“孝”——《请给老人一轮暖阳》。②夸张：以“挫折”为话题——《那个障碍粉碎了我》。③反问：“假如记忆可以移植”——《我是谁？》。

④设问：以“效率”为话题——《我从日本邮局取回了什么？》。⑤借代：“关注生活”话题——《倾听自己的心跳》。⑥对偶：以“环保”为话题——《一头白发，满山青葱》。⑦拟人：以“环保”为话题——《地球就诊记》。⑧呼告：以“书”为话题——《别了，漫画书！》。⑨对比：“假如记忆可以移植”《我是天才，还是笨蛋？》。

再如：

⑴“心愿”话题——《心灵是一棵会开花的树》（明喻）。⑵“诚信”话题——《守住你的金矿》（暗喻）。

⑶“生态”话题——《老鼠对猫的秘密挑战书》拟人，色彩鲜明，表意丰富。⑷“故乡”话题——《千年月色万年情》夸张，烘托气氛，增强联想。

⑸“文化”话题——《“文化快餐”真的不足取吗？》反诘，加器强语气，增强效果，发人深省。

⑹“青春”话题——《长发长，短发短》对偶，表意凝炼，琅琅上口，抒情酣畅。⑺“关爱”话题——《不要在冬天砍倒一棵树》双关，意味深长，启人深思。⑻“环保”话题——《还我家园——鸟类的呼声》呼告，语气有力，振聋发聩。

2.引用法

指的是引用或者化用大家所熟悉的诗词、歌词、名言、俗语、书名、影视剧名等作为文章的题目。这种方法可使文章标题显得新颖别致，产生独特的魅力。

⑴引用诗句

1999年高考“假如记忆可以移植”——《前不见古人，后不见来者》（陈子昂《登幽州台歌》，表示对移植记忆的困惑。）

2000年高考“答案是丰富多采的”——《横看成岭侧成峰》（苏轼——《题西林壁》）

写某件发生于雨后的事件——《潇潇雨歇》（岳飞——《满江红》）

⑵引用流行歌词

以“宽容”为话题——《一笑而过》——那英

以“素质教育”为话题——《未来的主人翁》——罗大佑 以“家庭”为话题——《我要的幸福》——孙燕姿

以“心愿”为话题——《一千零一个愿望》——Four in love

⑶引用名句

以“素质教育”为话题—《救救孩子》（鲁迅《狂人日记》）以“关注生活”为话题，写生活对人的考验—《让暴风雨来得更猛烈些吧》（高尔基《海燕》）

以“友谊”为话题——《百年孤独》（加西亚·马尔克斯同名小说）

⑷引用影视广告

以“诚信”为话题——《真诚到永远》（海尔电器广告语）

以“亲情”为话题——《滴滴香浓，意犹未尽》（麦氏咖啡广告语）

3.反常法

以“竞争”为话题——《感谢你的敌人》、《珍惜你的痛苦》、《败了，多好》。以“关注生活”为话题——《往事并不如烟》、《以胖为荣》。以“素质教育”为话题——《真想做个差生》、《渴望停电》

4.符号法

⑴数学符号：是巧妙运用数字或者运用数字构成数理化算式的形式来设计作文题目。这种标题往往能够准确概括出文章的内容，简练精当，并且形式新颖，能激发读者的好奇心，给人以启示。

以“游戏”为话题——《7+1＜ 8》——学习与游戏的结合。

一则新闻报道——《99+1=0》——合格产品99个，不合格产品1个，前功尽弃。

以“素质教育”为话题——《成绩 ≠ 素质》。

再如：

①“诚信”话题——《7-1=0》 强调了“诚信”的举足轻重的地位。②“教育”话题——《1+1=？》 表明了敢于向权威挑战的创新思维。

③“学习”话题——《8-1﹥8》 说明从8个小时中拿出1个小时的时间来锻炼身体，其效果要比8个小时都用来学习的好。

④“团结”话题——《1+1﹥2 》 表明“团结”的力量是无穷的。⑤“品德”话题——《忍让≠懦弱》 否定了一种根深蒂固的偏见。⑥“诚信”话题——《诚实+信用=财富》表明“诚信”是一笔宝贵的财富。⑦“成功”话题——《成功=实力+创新+机遇》 表明成功需要三个因素。⑧“知识”话题——《人 × 知识= ∞ 》显示了知识的力量。

⑵标点符号

以“关注生活”为话题——《生活——？？？》生活充满了新鲜，需要随时关注。如“那一次我„„；“答案岂能拒绝丰富！”；“网络：想说爱你不容易”、“学生上网：喜耶？忧耶？”。

注意：标题末尾不能用句号。

5.悬念法

悬念就是疑团，俗称之为“卖关子”，其效果就是产生一种勾魂摄魄、欲罢不能的感染力和悬念美。在拟题上设置一个诱人的悬念，或表明一个异乎寻常的结局，从而紧紧抓住读者的心，激起读者急于探求内容的强烈愿望，引导读者去追寻。

⑴可以从反差上制造悬念，如《理直气不壮，做“贼”心不虚》； ⑵可以以怪生悬，如《１００分，我恨你》；

⑶可以小题大做，运用错觉制造悬念，如《破不了的“案”》； ⑷可以用设问制造悬念，如《明天我们有水喝吗？》；

⑸还可以添加标点符号或采用标点符号拟题来设置悬念，如《我最需要„„》《？——！》等。

再如：

⑴“素质教育”话题——《十六岁，老朽了！》 十六岁的花季少女，怎么变得老朽了？ ⑵“素质教育”话题——《考试魔鬼定律》“考试”还有“定律”？并且“魔鬼”？ ⑶“男孩女孩”话题——《三个女生一台戏》 三个女生到底能演出一场什么样的好戏？ ⑷“男孩女孩”话题——《我与203室不得不说的故事》一个男孩与203室的女孩们之间到底有什么大不了的事？

⑸“人与自然” 话题——《两只流泪的爱情鱼》 两只鱼怎么流泪了？怎么还有“爱情”？ ⑹“人与自然” 话题——《一只老鼠的手记》老鼠还有“手记”？这家伙究竟在里面记了些什么见不得人的事？

⑺“网络与生活”话题——《谁的眼泪在飞》在“网络年代”，到底有多少人的眼泪在风中飞舞？

⑻“网络与生活”话题——《网络江湖选美大赛》网络江湖选美？有趣！折桂的超级美女到底是苗若兰、王语嫣、霍青桐、黄蓉、香香公主、任盈盈？还是俄国公主索菲亚、70岁的灭绝师太？喜剧耶？闹剧耶？

6.增补法

在所给话题前面或后面加上适当的词语进行增补，对写作范围加以限制，能使话题由大变小，由虚变实，由抽象变具体，这是最简捷方便的拟题方法。

如以“树”为话题，可拟《树下》《记一次植树活动》《松树赞》《我爱那片小树林》《植树，生存的希望》《小议“前人栽树，后人乘凉”》等，这些文题从各个角度缩小了写作范围，主题更明确集中，利于我们的写作从小处着眼而顺利展开，避免出现“下笔千言，离题万里”的现象，又便于把握文章的重点。（此法最为简单，但新意不够）

7.中外结合法

指的是引用或者音译一些人们熟悉的外语短语或句子作为题目。这种标题，具有幽默色彩，往往会给人带来一种轻松、愉快的感觉。（注意：此法较时髦，但容易使高考作文少得分；使用时最好配上语义明确的副标题就好了。）

⑴“爱心”话题——《我的感觉，I am fine——付出爱心，即为永恒》。⑵“科技”话题——《How are you，E-mail——面对科技，我心从容》。⑶“电脑”话题——《Internet，my love——网上风情，神奇无限》。⑷“生活”话题——《搞笑课堂One and Tow——花样年华，花样心情》。⑸“幸福”话题——《Come on，给我感觉——幸福感觉，越多越好》。⑹“亲情”话题——《Modern，老妈——网上老妈，返老还童》。

⑺“青春”话题——《Crazy BABY(疯狂三人组)——激情飞跃，我心飞扬》。⑼“校园”话题——《女孩，Sorry——青春花季，演绎浪漫》。

8.怪异另类法

就是避开以上几种常见的命题方式，而采用一些怪异、另类的形式来命题，以便达到更加惹人注目的效果。（注意：此法较简单新奇，但容易被误解，甚至因此高考作文少得分；使用时最好配上语义明确的副标题就好了。）

⑴“人生”话题——《梳子与梳子》两把小梳子，演绎了一出人生大戏剧。⑵“情感”话题——《夜夜夜夜》如此之夜，自然会使人感到万分压抑，但它的最迷人之处，是在沉睡过后看到一轮崭新的朝阳。

⑶“生活”话题——《网？网！》生活是“网”？生活确实是“网”！字里行间充满着被缚的呻吟和挣脱的呐喊。

⑷“诚信”话题——《诚信！诚信？》 我们渴望“诚信”！可是谁来拯救“诚信”？ ⑸“朋友”话题——《有鼠自远方来》 有鼠自远方来，悦乎？悲乎？

⑹“理想”话题——《ABCD——梦开始的地方》少年，青年，中年，老年，人生的每一个季节，都会有梦。

⑺“教育”话题——《？？？？？？？》“教育”的问题太多太多。

⑻“友谊”话题——《1 2 3 4 5 6 7 》友谊就象一支歌。1 2 3 4 5 6 7，我的朋友在哪里？

六、拟标题常见技巧示例

常用拟标题技巧：1.让标题产生节奏，2.使标题富有诗意，3.让标题打动人心4.使标题产生悬念，5.让标题链接诗文，6.让标题链接歌曲，7.让标题链接新潮，8.让标题链接外语，9.使标题简洁凝练，10.使标题口语化，11.拟用副标题或小标题。

1.使标题富有诗意

例如：⑴阳光把尘封的门推开了，⑵维纳斯的眼泪，⑶花开的声音，⑷九十九个谎言在风雨中飘散，⑸蓝色蛹·金色蝴蝶。

再如：⑴“生命”话题——《白云·夕阳·歌声》，⑵“乡情”话题——《那河·那船·那人》，⑶“足迹”话题——《红舞鞋·蓝精灵》，⑷“机遇”话题——《雨季，我们一起去看海》，⑸友谊”话题——《风中飞舞的白手帕》，⑹“窗口”话题——《今夜星光灿烂》，⑺“时空”话题——《恋恋风尘恋恋情》，⑻“时光”话题——《浪花里飞出欢乐的歌》。

2.让标题产生节奏感

例如：

⑴拳拳赤子心，悠悠桑梓情，⑵“圆满”之路，死亡之途，⑶与诚信为友，与高尚为伴，⑷从平凡步入伟大，⑸真情诚可贵，理智价更高，⑹梦里梦外盼梦圆。

3.让标题打动人心

例如：

⑴迟到的泪水 ⑵地球在哭泣 ⑶归来吧，诚信！⑷假如给我三天的光明

⑸孩子，别不理我——一位母亲的诉说。?

4.使标题产生悬念

例如： ⑴中国的孩子怎么了，⑵诚信的背囊丢弃之后，⑶上帝的回答，⑷拥有一夜的压岁钱，⑸孤独是一种财富。

5.让标题链接诗文

例如：⑴非宁静无以致远，⑵他山之石，可以攻玉，⑶赤兔之死，⑷乔丹老矣，尚能飞否，⑸莫把情云遮慧眼。

6.让标题链接歌曲

例如：⑴最近比较烦，⑵母亲，我心中你最重，⑶足球，让我喜欢让我忧，⑷诚信让我如此美丽，⑸我心依旧。

7.让标题链接新潮

例如：⑴李白与网络的第一次亲密接触，⑵我爱唐装，⑶阿Q成为网虫之后，⑷酷与苦，⑸别让青春蒸发。

8.让标题链接外语（数学）

例如：⑴青春YOU & ME，⑵尴尬ABC，⑶呼唤SOS，⑷INTERNET，爱你没商量，⑸女孩，I AM SORRY，⑹ 联想1+1，⑺帮助=理由+方法–回报。

9.使标题简洁凝练

例如：⑴ 浮生若茶，⑵子夜即怀，⑶秋日私语，⑷心海拾贝。

10.使标题口语化

例如：⑴其实我也很漂亮，⑵糖醋排骨有点酸，⑶别把自己弄丢了，⑷好一个美国佬，⑸真的感谢你。

11.拟用副标题或小标题

功能化修饰 篇5

关键词：埃洛石,结构,形貌特征,功能修饰,新型材料

1 埃洛石纳米管的结构及其特性

埃洛石的主要成分有铝(20.90%)、硅(21.76%)和氢(1.56%),含有少量的杂质铁(低于1.02%),主要是赤铁矿和磁铁矿,还有极少部分Fe3+替代了Al3+。理论埃洛石的统一化学式为Al2Si2O5(OH)4·nH2O(n=0,2),Si-OH基团在外侧,Al-OH基团在内侧(如图1[1]所示)。管状埃洛石一般管外径50～70nm,管内径15nm,长度1.0～1.5μm(如图2[2]所示),比表面积65cm2/g,孔隙体积1.3mL/g,折射率1.54,密度2.53g/cm3。

埃洛石除了含水量高外,其它的化学成分与高岭石相似,属于铝硅酸盐粘土矿物。埃洛石被认为是滚动版的高岭土(被滚成的管状结构是由于相邻的O-Si-O层和Al-O层晶格失配产生的应力引起的),又称多水高岭石,通常生成于辉长岩、辉长辉绿岩、闪长岩、玢岩、硅质页岩等风化壳及铜铅锌等硫化物矿床氧化带中,与高岭石、钠明矾石、三水铝石、一水硬铝石、水铝英石等伴生。管状埃洛石有两种不同的多晶型物,层间距10Å的分子式为Al2Si2O5(OH)4·2H2O;层间距7Å的分子式为Al2Si2O5(OH)4,与高岭石相同,但比高岭石有更强的阳离子交换能力和更大的比表面积[3]。在常态60℃时埃洛石很容易脱水,放在湿空气中可恢复;在100℃时含水的埃洛石脱水是不可逆转的[4]。埃洛石的形态多变主要是由于晶体结构、变形度、化学成分及含水量引起的。

埃洛石管状晶体类似纳米空心陶瓷管,在一定的pH范围内具有高负电荷(如图3[5] 所示,ζ电位在pH值位于2.4以上时为负值,pH值为6时达到-50mV,高电位保证了分散纳米管胶体的稳定性)。

目前,在纳米容器方面有大量的研究,各种各样的纳米管[6,7,8](如碳纳米管、金属纳米管、无机纳米管、聚合物纳米管)通过热液合成法、表面活性剂辅助法及分解法合成,但是其苛刻的条件及模板的不可再利用,阻碍了纳米管的发展。管状埃洛石作为一种天然纳米管由于价格便宜和制作工艺便捷进入人们的视野,一直以来埃洛石被用来制作高级餐具、瓷产品,其在亚微米范围内为空心管状结构,且具有比表面积高、孔隙率大、羟基基团丰富、良好的离子交换性能等特点,同时又具有储量丰富、价格低廉的优势,且在商业应用中没有出现细胞毒性的报告,是一种经济的、可利用的纳米管材料(埃洛石纳米管的价格为4美元/kg,碳纳米管的价格为500美元/kg)。

2 生态环境材料

冶炼、电解、电镀等工业是重金属离子的主要来源,重金属离子的排放不仅浪费资源,同时对生态、农业、健康有很大的影响,因此对重金属离子进行回收一直是研究的重点。在各种回收技术中,吸附是一种常用且有效的技术。由于各种吸附材料对重金属离子的选择性以及吸附能力的差异,因此吸附材料的选择很重要。目前常用的吸附材料有人造树脂、香蕉皮、葡萄渣、麦糠、蘑菇、绿海藻、煤炭、膨润土等。埃洛石具有比表面积高、孔隙率大、羟基团丰富的特点,是一种良好的天然吸附材料。针对其管内壁、外表面及晶层间的断键及表面性质差异、离子正负性等特点进行表面改性或插层处理,获得具有较优的吸附、孔道过滤、层间离子交换等性能的产品,可用于废水、废气以及某些废渣的处理(如将埃洛石进行固体酸处理后可开发高聚物废料降解催化反应器[9])。另外通过各种改性处理,还可以改善其吸附和负载性能。已有报道对Sr2+、Co2+、Cs2+、Gr3+的吸附性能的研究(吸附反应原理见图4)[10]。王金华等[11]通过HDTMA对埃洛石表面进行改性,增加吸附铬离子的能力。改性后的埃洛石比表面积从原先的59.62m2/g降低到了41.82m2/g,0.5g改性后的埃洛石在5min内吸附了铬酸盐溶液(50mL 50mg/L)中90%的铬离子,10min时吸附率达到92%,30min吸附达到平衡。通过反复洗涤,改性埃洛石还可以再次利用,在5次吸附解吸后依然还有60%活性。目前关于埃洛石对重金属离子的吸附研究大多处于实验研究阶段,实际应用还相对较少。所以探寻合适的方法对埃洛石进行改性活化,进一步提高埃洛石的吸附性能是关键。

3 催化材料

催化领域中,利用碳纳米管以获得负载型高效催化剂的研究报道很多[12,13,14,15,16]。例如,以碳纳米管为载体负载过渡金属氧化物、稀有金属氧化物的复合纳米催化剂已经在火箭固体推进剂、光催化降解、有机合成等方面得到应用。与金属氧化物复合时,埃洛石纳米管能显著地提高活性组分的比表面积及分散性,展示出良好的特异性能,有利于发挥各自的优势,从而得到低成本、高性能的复合材料,在未来微纳电子器件及电极材料领域有广阔的应用前景。现有研究表明,通过对其表面进行化学修饰可达到改善表面性能的目的,在外表面或内腔沉积金属粒子可形成性能优异的纳米复合材料[17]。张道洪等[18]以氯铂酸为原料、乙醇为溶剂,制备了埃洛石固载铂的催化剂,其既具有多相固体催化剂的性能稳定、不腐蚀设备和易回收再利用等特点,又具有均相络合催化剂高活性和高选择性的优点,可应用在硅氢加成反应中。傅玉斌等[19,20]将钯负载在埃洛石内外作催化中心,在埃洛石空腔内外沉积Ni(如图5所示),沉积的Ni尺寸为20～30nm,负载率为24%～33%,在气体传感器、锂离子电池负极材料以及高效催化剂方面有潜在的应用价值。Papoulis等[21]在室温条件下,以钛酸丁酯([CH3(CH2)3O]4Ti)为原料、无水乙醇为溶剂、浓硝酸为抑制剂,通过钛酸丁酯的水解反应在埃洛石上负载纳米TiO2,制备出TiO2/埃洛石纳米复合材料(如图6所示),其催化性能在可见光下是TiO2的2.61倍,在紫外光下是TiO2的1.15倍,替代了价格高、难以工业化的碳纳米管。TiO2/埃洛石纳米复合材料在降解有机物过程中没有污染物产生,有可能应用于水体净化处理,甚至气体中有机物污染物的治理。

目前,关于埃洛石纳米管复合材料研究的热点主要是:(1)埃洛石纳米管的分散及表面改性;(2)选择适当的合成方法与工艺制备埃洛石纳米管复合材料;(3)埃洛石纳米管作为载体与活性组分的结合强度及结合机理,以及埃洛石纳米管与不同金属氧化物的结合机理;(4)埃洛石纳米管及负载的物种在催化反应过程中扮演的角色、催化活性位的确定。

4 仿生材料

通常所说的化学反应器是指发生化学反应所需的特定场所,一般是具体的反应釜和其它化工设备。多年来,对于普通意义上的化学反应器已经有了比较广泛而深入的研究,有关化学反应器的型式、特征、各种参数的选择对化学反应过程及产物的影响等基础理论已经形成了一个完整的体系。纳米反应器与常规意义上的化学反应器不同,不是一般具体的机械设备,而是反应所处的受纳米尺度调制的介观环境,具体体现为反应的介质、载体、界面等。纳米反应器通常应是纳米材料或具有纳米结构的物质,它们提供了一种纳米尺度的空间,使反应受限于该纳米空间范围内,通过控制纳米反应器的尺寸、材质和其它因素可以获得具有特殊结构和性质的产物。

硅酸盐粘土矿作为纳米反应器制备纳米材料在很多文献中都有报道,但是大多数都着重于材料的制备,很少注重对纳米反应器本身的研究。粘土矿物本身具有独特的矿物结构和结晶化学性质,通常作为纳米反应器的硅酸盐是一种膨胀性土,膨胀土具有良好的吸水性、膨胀性、吸附性、阳离子交换性等特点。通过控制一些重要的参数(如膨胀倍数、反应温度、介质、时间等),可能会实现一些常规条件下不易实现的反应过程,制备各种新型高性能和多功能材料,并能达到控制纳米材料尺寸的目的。利用埃洛石作为纳米反应器合成的复合材料表现出独特的形态结构和力学性能[22,23]。Shchukin等[24]研究了在脲酶催化下尿素和CaCl2溶液在埃洛石腔内沉积碳酸钙的反应(如图7所示),埃洛石腔内带正电荷,所以允许带负电荷的酶进入腔内,脲酶催化水解的尿素提供CO32-,微晶的CaCO3填满腔内,负载后质量增加24%左右,且在溶液中没有发现CaCO3,这种酶催化的方法验证了在埃洛石纳米管内进行生物反应过程的可能性。

5 有机/无机杂化材料

在粘土矿物间加入有机大分子得到的改性粘土矿物具有高刚度、高强度、稳定性好、低密度的特点。埃洛石的一个重要的发展就是聚合物的负载[25],与其它硅酸盐相比,埃洛石具有丰富的表面羟基和高长径比的特点,是一种亲水性材料(在水为10℃时有很大的接触角)。通过加入中介分子(如聚丙烯[26,27])或者利用硅烷类化合物修改埃洛石的SiO2面[28],能将埃洛石与疏水性聚合物复合。有文献[29,30,31,32]记载,埃洛石与一些聚合物(如PA6、聚丙烯(PP)、聚乙烯)都已经成功合成纳米复合材料。现有研究表明埃洛石能够利用氢键的链接功能和某一些有机物混合形成网状结构,提高复合材料的力学强度和综合性能。杜明亮等[33]通过两步嫁接法把聚丙烯链连接到埃洛石纳米管上(如图8所示),改善了聚丙烯和埃洛石的兼容性。对应纯聚丙烯的力学性能,聚丙烯/埃洛石的抗弯强度从44.5MPa提高到61.4MPa,抗拉强度从33.5MPa提高到38.8MPa,冲击强度从4.05kJ/m提高到5.51kJ/m,显著地增强了纳米复合材料的力学性能。他们还运用共凝聚法获得了xSBR/埃洛石纳米复合材料(如图9所示),其硬度增加了7%～15%,而传统的聚合物硅复合的硬度提高了3%～4%,聚合物/碳纳米管的硬度只提高了1%[33]。

6 生物医药材料

药物及生物活性分子虽然可直接通过传递进入细胞,但因体内免疫系统、酶等因素的影响,使得它们到达作用部位前就已经被降解,因此需要采用有效的药物载体实现药物的控释或缓释,降低药物的毒副作用,提高疗效。研究可载运药物及生物活性分子(肽、蛋白、DNA等)穿过细胞膜进入细胞的载体在国内外已经受到了广泛的关注[13,34]。纳米药物计划利用纳米包容器的概念进行控制释放、靶向、使用低可溶性药物的可行性研究。埃洛石具有管状结构且无毒性,能在其内壁包裹一系列的活性药剂分子,用于开发埃洛石抗菌涂料[35,36,37,38]和药剂微管输送系统[39,40]。通过内部流变性能,在纳米管端部加一个“盖子”就能控制住反应速率。其已经成功地包容了硝苯地平(抗心绞痛药)、呋喃苯胺酸(抗高血压药)、地塞米松(皮质类固醇病)。Nalinkanth G等[41]在纳米管外均匀包覆聚合物层PEI/PAA(见图10),可以延迟管内药剂的释放。对应没有被埃洛石包覆的聚合物,被埃洛石包覆后的释放时间从7h延长到了30h。虽然埃洛石具有生物相容性,但是铝硅酸盐不能进行生物降解,所以它的使用仅限于实验研究、真皮应用、牙科的使用或者相关的医疗植入。

7 储能材料

相变材料在发生相变的过程中向环境吸收或放出热(冷)量,从而达到控制周围环境温度和节能的目的。脂肪酸类有机相变材料具有相变潜热较高、热稳定性与化学键稳定性好、无过冷现象、相变过程中体积变小、价格低廉、无毒等优势,但存在导热系数较低和相变过程由固相转变为液相时易泄漏等缺点,因而它们的直接利用受到很大的限制。在相变储能材料中添加金属线、环或片等高导热材料虽然可以提高相变材料的导热性能,但明显增加了储能系统的质量和体积,且部分相变材料对金属材料还具有腐蚀性,且增大整个储能系统的成本。采用某些高分子物质可以对相变材料进行封装,解决其泄漏问题,但导热性会进一步降低,并且制备成本也很高。席国喜等[42]制备的埃洛石/硬脂酸相变复合材料,埃洛石添加量为25%～75%时,相变潜热为60.56～167.26J/g,可达到相变潜热高、无泄漏和导热性好的效果。

氢能也因其具有众多的优异特性而被誉为未来的绿色新能源,氢能的利用关键在于氢的存储及储氢材料的开发,纳米管材料在储氢领域的应用已引起广泛的关注,利用C、BN、TiS2和MoS2等纳米管储氢已取得显著进展。天然的纳米管矿物也是一种高效的储氢材料,其储氢机理主要是以物理吸附为主的表面吸附,另外矿物表面通常具有极性,极性表面可能会对氢分子产生静电吸附。陈荣峰等[43]对埃洛石进行物理处理后,将其作为一种新型、廉价的储氢材料,储氢容量可达1.2%～2.8%(质量分数)。

8 结语

功能化修饰 篇6

1 前位

前位就是句首的位置。状语副词置于句首情况较多。

1) 为了强调, 状语常可以放在句首, 如,

After midnight, the party broke up.

午夜之后晚会散了。[1]

2) 为了修辞和文体的需要。有时把状语前置, 以避免文字的单调, 或以使上下文联系

紧密、引人注意, 或对前面句子中出现过的信息进行对比。如:

I’ve been incredibly busy this week.Yesterday I worked more than twelve hours.

这周我特别忙。昨天我工作超过了十二个小时。

“yesterday”是“this week”的一个时间段, 起到了承上启下的作用。如果把它置于句末就会影响了句子的连贯性 (coherence) 。[2]

3) 句子副词 (评注副词) 作状语, 常位于句首, 对全句进行解释和说明。比如,

Very frankly, I don't like the color of your shirt.

很坦率地说, 我不喜欢你裙子的颜色。

句子副词还可以是介词短语来充当。如,

In my opinion, you’d better not fight with them.

依我看, 你最好别跟他们斗。

4) 连接副词, 如yet, then, furthermore, 作状语, 常位于两个分句中的第二个分句句首, 如,

We have complained several times about the noise, and yet he does nothing about it.

The house is not big enough for us, and furthermore, it is too far from town.

这座房子对我们来说不够大, 还有, 离城太远。

句中的yet和furthermore对第一个分句和第二个分句直到了连接的作用。

5) 为了修辞和文体的需要。有时把状语前置, 以避免文字的单调, 或以使上下文联系

紧密、引人注意, 或对前面句子中出现过的信息进行对比。

6) 有时在故事的开头, 为了引人注意, 往往把状语前置。比如,

Once upon a time there was a beautiful princess.

从前有一位漂亮的公主。又如,

句中的long ago可以用once来代替。once的位置可以是前位, 也可以是中位, 放在there和lived之间。

7) 为了强调或避免把太多的修饰语放在句末, 一些修饰性表示时间的状语可以置于句首, 如,

The whole morning he was working with his shears in the garden.

句中有三个状语 (the whole, with his shears, in the garden) , 把the whole morning置于句首就是避免三个状语放在一起影响句子的平衡性。

8) 为了语法结构 (感叹句、倒装句等) 和修饰的需要, 也把副词状语置于句首, 以达到句子强调、生动、平衡等需要。如,

Only by practice can we improve our spoken English.只有通过练习我们才能提高我们的英语口语。

There comes the bus.公共汽车来了。

Out rushed a mouse from under the ground.一只老鼠从地洞里蹦了出来。

Only…表示“强调”;there位于句首是there语法结构的要求;out置于句首增强句子的生动性。

简言, 前位能引起人的注意。正如斯韦特早年指出, 为了进行强调, 最好的办法就是把那个词从它通常所处的位置移至任何反常、出乎意料的位置, 而前位就是比较好的位置。

2 中位

所谓“中位”, 通常指谓语动词前后的位置。而且充当“中位”状语的以一个单词居多。

1) 频度副词作状语, 常位于一般体实义动词之前、系动词be之后, 进行体、完

成体等复合谓语第一个助动词之后, 如,

She often goes home to see her parents.

她常回家看父母。

They are always calling me by the wrong name.

他们总是喊错我的名字。

We’ve never been to the Greek islands.

我们从未到过希腊诸岛。又如,

2) 副词也可以位于重读的第一个助动词和重读的be之前, 表示强调。试比较:

I don't really like him.

I really don’t like him.

第一句的副词位置正常, 意思为“我有点讨厌他”;第二句的副词在助动词don’t之前, 这是强调的位置, 其意思为“我恨他”。

3) 表示“强调”意义的副词, 如“nearly, almost, only”, 在句子中通常取中位,

置于它所强调的词的前面。例如,

The child was nearly knocked down by the bike.

那个小孩几乎被自行车撞倒。

又如,

Alice almost spent$200 on a new CD player.

艾丽丝几乎花200美元买一个新的CD播放机。

但是, 同一个强调词, 置于不同的中位便会产生不同的含义。试对比:

Alice spent almost$200 on a new CD player.

前一句的意思是, “几乎花那么多钱, 但没有买”。而后一句的意思则是, “艾丽丝花了差不多200美元买了一个新的CD播放机。”[3]

4) 和完成体连用表示时间的副词状语, 如just, already常取中位, 放在复合谓语之间。如,

“already”用于肯定句, 常和静态动词的一般体连用, 位于动词之后, 或和动态动词的完成体连用, 位于复合谓语之间。如,

She has just been married.

她刚刚结婚。

有时already也可以位于句末, 如:

Is it six o’clock already?

此句中的already用于疑问句, 表示“惊讶”、“怀疑”等, 其意为“已经六点钟了吗 (难以置信) ?”。又如,

3 后位

“后位”就是句末的位置。英语中的状语常出现的位置是句末, 短语作状语更是如此。状语位于句末有如下几种情况:

1) 时间状语、地点状语、方式状语在句子中常取后位, 如,

I met her yesterday.

我昨天遇到过她。

“yesterday”是确定的时间副词 (表示确切时间概念的时间副词) 不能取中位, 它们往往取后位和前位, 但通常以后位为宜。又如,

地点状语通常在句中取后位。

My father will meet the principal downstairs.

我父亲和校长会晤的地点在楼下。

句中的“downstairs”也可放在句首。

方式状语也常取后位。如,

The train was going fast.

火车在飞驰。

2) “确定频度副词”作状语, 如daily, weekly, monthly yearly, 只取后位。如,

I get paid monthly.

别人一个月给我付一次钱。

The examination is held yearly.

考试每年举行一次。

3) 个别连接副词, 如though在句子中取后位。如,

He said he would come, he didn’t, though.

他说他会来, 可是他并没有来。[4]

“though”表示“转折”, 置于两个分句中的第二个分句的句末, 起到连接作用。但是, 它也可以置于两个独立分句中的第二个分句之后。如,

Our team lost.It was a good game though.

我们队输了, 不过打得不错。

另外, 状语取后位, 位于及物动词的宾语之后也是相当普遍的句法现象。如,

She had beautiful bracelets on both arms.

她双手戴着镯子。

但如果及物动词后的宾语后面同时带有一个定语、定语分句或其它修改成分时, 状语的位置慎重考虑, 或放句末或放句首或放宾语之前, 以避免引起歧义和句子结构的失衡。如,

On both arms, she had beautiful bracelets which she had bought in Venice.

她双手戴着在威尼斯买的手镯。

也就是说, 我们要避免说“She had beautiful bracelets on both arms which she had bought in Venice.”。又如,

She announced at the meeting that she was going to resign.

她在会上宣布她准备辞职。

句中的宾语 (分句) 较长, 把状语放在它前面, 以避免歧义和保持句子的平衡。

当后位不是一个状语, 而是几个状语同时出现时, 要遵循其顺序来放置。在通常情况下, 多个状语出现的先后顺序为:方式状语+地点状语+时间状语。如,

She sang perfectly there yesterday.

她昨天在那里唱得好听极了。

但在表示像go, come这类位置移动的动词后面, 方向性地点状语往往置于方式状语之前。如,

He always comes home by bus.

他总是乘公交车回家。

当不同的地点状语同时出现时, 它们的次序是:距离状语+方向状语+来源状语+目标状语+何地状语。例如,

They ran a long way down the hill from the factory to the bus stop.

另外, 方向性地点状语一般要位于方位性地点状语之前。如,

I went to school in York.

我在约克郡上过学。

还有, 如果两个方位状语同时出现, 则小的居先, 大的居后。1) 前位

“still”作连接副词, 取“前位”, 置于第二个分句之首, 起到“转折”的作用。如,

Last year there was a severe drought in our village, (but) still we reaped a good harvest去年我们村子遭受严重的旱灾, 尽管如此我们仍获得丰收。

此两个分句之间还可用分号相隔, still和后面的分句用逗号隔开:Last year there was a severe drought in our village;still we reaped a good harvest.

此外, “still”在两个独立的分句中有同样的用法。如,

The weather was cold and wet.Still, we had a great time.

天气又冷又湿, 尽管如此我玩得很高兴。

2) 中位

当表示“原先的情况未变, 说此话时仍在继续”时, still取中位, 其具体位置为:一般用在动词之前;在有助动词的情况下, 用在主要动词之前, 如,

Although she felt ill, she still went to work.

尽管感到不舒服, 她仍然去上班了。

当谓语是静态动词be时, 副词still往往置于be之后, 如,

Mum, I’m still hungry!

妈妈, 我肚子还饿哟!

但是, 为了强调, 要把still放在be之前。如,

It was, and still is, my favorite movie.

过去我喜欢这部电影, 现在我还是喜欢这部电影。

“still”还用于否定句中, 位于否定词之前, 如

We searched everywhere, but we still couldn’t find it.

那部影片以前是我最喜欢的, 现在仍然是。

3) 后位

“still”还可与形容词或副词的比较级连用, 加强语气, 其位置可在比较级前或后, 如,

He is fat, but his brother is still fatter.

他很胖, 但他兄弟更胖。

The next day was warmer still.

第二天暖和多了。

4 结束语

总之, 状语在句子中的位置非常灵活。英语学习者对它的学习和掌握对提高他们的语用能力, 尤其是写作能力有着很大的帮助。

摘要：英语的词序是相对稳定的。但是, 状语的位置却比较灵活, 它可以取前位、中位或后位。而不同的位置会对句子的语用功能产生不同的影响。

关键词：状语,位置,语用功能

参考文献

[1]张道真.实用英语语法[M].上海:外语教学与研究出版社, 2008.

[2]胡鑫镛.英语语法五十题[M].上海:上海教育出版社, 1982.

[3]马克.菜斯特, 拉里.比森.英语语法与用法手册[M].北京:世界图书出版社, 2005.