以下是一些常見的用于解決碳納米管團聚問題的分散方法：

一、物理分散方法

超聲分散法

原理：超聲分散是利用超聲波在液體介質(zhì)中產(chǎn)生的空化作用。當超聲波在含有碳納米管的溶液中傳播時，會產(chǎn)生大量微小的氣泡。這些氣泡在生長到一定程度后會迅速崩潰，產(chǎn)生強烈的沖擊波和微射流。這種沖擊力能夠打破碳納米管之間的團聚，將它們分散在溶液中。

操作過程：將碳納米管加入到合適的溶劑（如有機溶劑或水性溶劑）中，放入超聲清洗器或超聲探頭式設備中進行超聲處理。超聲的時間和功率需要根據(jù)碳納米管的濃度、溶劑的性質(zhì)等因素進行優(yōu)化。例如，對于濃度較高的碳納米管溶液，可能需要較長時間和較高功率的超聲處理，但也要注意避免超聲功率過高導致碳納米管的結(jié)構(gòu)損壞。

應用案例：在制備碳納米管 / 聚合物復合材料時，將碳納米管和聚合物的混合溶液進行超聲分散，可以使碳納米管均勻地分散在聚合物基體中，從而提高復合材料的性能。

機械攪拌法

原理：通過機械攪拌裝置產(chǎn)生的剪切力來破壞碳納米管的團聚。攪拌槳在溶液中高速旋轉(zhuǎn)，使液體產(chǎn)生強烈的流動和剪切作用，將團聚的碳納米管逐步打散。

操作過程：把碳納米管和分散介質(zhì)（如樹脂、溶劑等）放入帶有攪拌裝置的容器中，開啟攪拌器。攪拌的速度和時間是關(guān)鍵參數(shù)，一般來說，較高的攪拌速度和較長的攪拌時間有助于更好地分散碳納米管，但也可能引入較多的空氣泡，影響分散效果。例如，在制備碳納米管導電油墨時，使用高速機械攪拌可以使碳納米管在油墨溶劑中均勻分散，便于后續(xù)的印刷操作。

局限性：對于高長徑比的碳納米管，單純的機械攪拌可能無法完全打破團聚，因為它產(chǎn)生的剪切力可能不足以克服碳納米管之間的相互吸引力。

球磨分散法

原理：球磨分散是將碳納米管和研磨介質(zhì)（如陶瓷球、鋼球等）一起放入球磨機中。當球磨機運轉(zhuǎn)時，研磨介質(zhì)之間相互碰撞和摩擦，對碳納米管施加壓力和摩擦力，從而使團聚的碳納米管分散開。

操作過程：將碳納米管、適量的分散劑（如果需要）和研磨介質(zhì)放入球磨罐中，密封后安裝在球磨機上進行球磨。球磨的時間、轉(zhuǎn)速和球料比等參數(shù)會影響分散效果。例如，在制備碳納米管增強陶瓷復合材料時，通過球磨分散可以使碳納米管均勻地分布在陶瓷粉末中，提高復合材料的強度和韌性。

注意事項：球磨過程中可能會對碳納米管造成一定程度的損傷，尤其是在球磨時間過長或球磨強度過大的情況下。因此，需要合理控制球磨條件，以確保碳納米管的性能不受太大影響。

二、化學分散方法

表面活性劑法

原理：表面活性劑分子具有親水性和疏水性的雙重性質(zhì)。在含有碳納米管的溶液中，表面活性劑的疏水部分會吸附在碳納米管的表面，而親水部分則伸向溶液中，形成一種類似于 “包裹” 碳納米管的結(jié)構(gòu)。這樣可以降低碳納米管的表面能，減少團聚現(xiàn)象，同時使碳納米管能夠更好地分散在溶液中。

操作過程：首先選擇合適的表面活性劑，如十二烷基硫酸鈉（SDS）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等。將表面活性劑和碳納米管加入到溶劑中，通過攪拌或超聲等輔助手段，使表面活性劑充分吸附在碳納米管表面。例如，在制備碳納米管 / 水基涂料時，添加 SDS 等表面活性劑可以使碳納米管在水中均勻分散，提高涂料的導電性和穩(wěn)定性。

缺點：過量的表面活性劑可能會對最終產(chǎn)品的性能產(chǎn)生不利影響，如降低材料的機械性能或影響其電學性能。同時，表面活性劑的去除也比較困難，可能需要復雜的清洗過程。

共價修飾法

原理：通過化學反應在碳納米管的表面接上一些官能團，改變碳納米管的表面性質(zhì)。這些官能團可以是帶有電荷的基團，也可以是具有良好溶解性的有機基團，從而提高碳納米管的分散性。

操作過程：例如，可以利用碳納米管表面的缺陷或活性位點進行化學改性。常見的方法包括氧化處理，使碳納米管表面帶上羧基、羥基等官能團。然后通過這些官能團進一步與其他有機分子反應，實現(xiàn)共價修飾。在制備碳納米管 / 高分子復合材料時，經(jīng)過共價修飾的碳納米管能夠更好地與高分子基體相容，均勻地分散在其中。

局限性：共價修飾過程可能會破壞碳納米管的部分結(jié)構(gòu)，影響其優(yōu)異的電學和力學性能。而且化學修飾過程相對復雜，需要嚴格控制反應條件，包括反應溫度、反應時間、反應物濃度等。