以下是一些常见的用于解决碳纳米管团聚问题的分散方法：
一、物理分散方法
超声分散法
原理：超声分散是利用超声波在液体介质中产生的空化作用。当超声波在含有碳纳米管的溶液中传播时，会产生大量微小的气泡。这些气泡在生长到一定程度后会迅速崩溃，产生强烈的冲击波和微射流。这种冲击力能够打破碳纳米管之间的团聚，将它们分散在溶液中。
操作过程：将碳纳米管加入到合适的溶剂（如有机溶剂或水性溶剂）中，放入超声清洗器或超声探头式设备中进行超声处理。超声的时间和功率需要根据碳纳米管的浓度、溶剂的性质等因素进行优化。例如，对于浓度较高的碳纳米管溶液，可能需要较长时间和较高功率的超声处理，但也要注意避免超声功率过高导致碳纳米管的结构损坏。
应用案例：在制备碳纳米管 / 聚合物复合材料时，将碳纳米管和聚合物的混合溶液进行超声分散，可以使碳纳米管均匀地分散在聚合物基体中，从而提高复合材料的性能。
机械搅拌法
原理：通过机械搅拌装置产生的剪切力来破坏碳纳米管的团聚。搅拌桨在溶液中高速旋转，使液体产生强烈的流动和剪切作用，将团聚的碳纳米管逐步打散。
操作过程：把碳纳米管和分散介质（如树脂、溶剂等）放入带有搅拌装置的容器中，开启搅拌器。搅拌的速度和时间是关键参数，一般来说，较高的搅拌速度和较长的搅拌时间有助于更好地分散碳纳米管，但也可能引入较多的空气泡，影响分散效果。例如，在制备碳纳米管导电油墨时，使用高速机械搅拌可以使碳纳米管在油墨溶剂中均匀分散，便于后续的印刷操作。
局限性：对于高长径比的碳纳米管，单纯的机械搅拌可能无法完全打破团聚，因为它产生的剪切力可能不足以克服碳纳米管之间的相互吸引力。
球磨分散法
原理：球磨分散是将碳纳米管和研磨介质（如陶瓷球、钢球等）一起放入球磨机中。当球磨机运转时，研磨介质之间相互碰撞和摩擦，对碳纳米管施加压力和摩擦力，从而使团聚的碳纳米管分散开。
操作过程：将碳纳米管、适量的分散剂（如果需要）和研磨介质放入球磨罐中，密封后安装在球磨机上进行球磨。球磨的时间、转速和球料比等参数会影响分散效果。例如，在制备碳纳米管增强陶瓷复合材料时，通过球磨分散可以使碳纳米管均匀地分布在陶瓷粉末中，提高复合材料的强度和韧性。
注意事项：球磨过程中可能会对碳纳米管造成一定程度的损伤，尤其是在球磨时间过长或球磨强度过大的情况下。因此，需要合理控制球磨条件，以确保碳纳米管的性能不受太大影响。
二、化学分散方法
表面活性剂法
原理：表面活性剂分子具有亲水性和疏水性的双重性质。在含有碳纳米管的溶液中，表面活性剂的疏水部分会吸附在碳纳米管的表面，而亲水部分则伸向溶液中，形成一种类似于 “包裹” 碳纳米管的结构。这样可以降低碳纳米管的表面能，减少团聚现象，同时使碳纳米管能够更好地分散在溶液中。
操作过程：首先选择合适的表面活性剂，如十二烷基硫酸钠（SDS）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等。将表面活性剂和碳纳米管加入到溶剂中，通过搅拌或超声等辅助手段，使表面活性剂充分吸附在碳纳米管表面。例如，在制备碳纳米管 / 水基涂料时，添加 SDS 等表面活性剂可以使碳纳米管在水中均匀分散，提高涂料的导电性和稳定性。
缺点：过量的表面活性剂可能会对最终产品的性能产生不利影响，如降低材料的机械性能或影响其电学性能。同时，表面活性剂的去除也比较困难，可能需要复杂的清洗过程。
共价修饰法
原理：通过化学反应在碳纳米管的表面接上一些官能团，改变碳纳米管的表面性质。这些官能团可以是带有电荷的基团，也可以是具有良好溶解性的有机基团，从而提高碳纳米管的分散性。
操作过程：例如，可以利用碳纳米管表面的缺陷或活性位点进行化学改性。常见的方法包括氧化处理，使碳纳米管表面带上羧基、羟基等官能团。然后通过这些官能团进一步与其他有机分子反应，实现共价修饰。在制备碳纳米管 / 高分子复合材料时，经过共价修饰的碳纳米管能够更好地与高分子基体相容，均匀地分散在其中。
局限性：共价修饰过程可能会破坏碳纳米管的部分结构，影响其优异的电学和力学性能。而且化学修饰过程相对复杂，需要严格控制反应条件，包括反应温度、反应时间、反应物浓度等。
