从红外图谱对比中(见图4)可以看到，处 理前的碳纳米管没出现任何峰，处理后的碳管在3 440 cm −1 出现明显的羟基吸收峰，在1 698 cm −1 和1 580 cm −1 分别出现了羧基中 C=O 伸缩振动峰和碳纳米管 C—C骨架振动峰，在1 390 cm −1 出现了羟基面内弯曲振动峰，在1 100 cm −1 出现了C—O 伸缩振动峰。这充分证实了混酸处理后的碳管表面羟基和羧基等基团的存在。这将改善碳纳米管的亲水性和在水溶液中的分散性能。
Cu2O/CNTs 复合球的生长类似于氧化亚铜的生长过程，溶液中固相的形成包括形核和生长两个步骤。
在本实验中，C u2 +在 70℃强碱性条件下被葡萄糖里的醛基还原为 Cu + ，以氧化亚铜形式形核。化学反应方程式如下：
Cu 2+ /CNTs(l)+C5H11O5(l)—CHO(l)→Cu2O/CNTs(s)+C5H11O5COOH(l) (1)随着反应的进行，氧化亚铜微晶逐渐长大，看到了一系列明显的颜色变化过程，如图5 所示：a、b、c、d、e、 f 所示分别为反应刚开始、反 应发生2 min、5 min、10 min、20 min、30 min 的产物光学照片。因为晶体生长过程中颜色的变化对应于其内部结构的演变，因此，通过对氧化亚铜各不同颜色阶段对应的产物来推测和研究其生长过程基本展现了氧化亚铜微晶的生长过程。由于碳管与Cu 2+ 络合，慢慢被氧化亚铜包覆造成黑色消退，而在开始阶段展示出Cu 2+ 的颜色，随着反应的进行，逐渐显Cu 2+ 和Cu2O 的混合颜色，最后随着反应接近尾声，颜色渐呈Cu2O 的砖红色。
众所周知，碳纳米管表面活性低，难以在基体中均匀分散和牢固结合，因而难以在复合材料中发挥其优势。明胶是一种由大量—NH2+ 和—COO − 的多肽链以立体交叉形式构成的高分子化合物，它具有较长的分子链，在溶液中易形成网状结构，阻断流动液体的通路，因而碳纳米管能在其中保持均匀分散而长时间不沉淀。此外，明胶分子中的—NH2+ 官能团能通过静电作用吸附在含有一定数量—COOH 官能团的碳纳米管(纯化产生)表面 [15−16] ，与此同时，吸附在碳纳米管表面的明胶分子包含的—COO − 等活性基团捕获 Cu 2+与其发生络合，促使Cu 2+ 在CNTs 表面吸附，即明胶在 CNTs 和 Cu 2+ 之间起到桥梁作用，实现了 CNTs 与Cu 在分子水平混合，复合机理示意图见图7。由图7图可看出，Cu 2+ 在 CNTs 表面形核长大，最终包覆碳纳米管形成Cu2O/CNTs纳米复合球沉淀下来。利用该反应制备纳米复合球的优点在于反应物混合后并不直接反应，从而保证了反应物混合均匀。这样可以使氧化还原反应在均相体系中进行，反应速度可控，制备出粒径分布均匀、成球性良好的 Cu2O/CNTs 超细复合球。
3 结论
1) 通过软模板法制备了Cu2O/CNTs 超细复合球，进一步还原后得到Cu/CNTs 复合球。电子显微镜分析表明：复合球粒径分布在几百纳米到微米间，碳纳米管均匀埋嵌在球内，与基体形成良好复合。
2) XRD 相分析结果表明 Cu2O/CNTs 和Cu/CNTs复合球产物纯净。
3) 采用明胶对碳纳米管表面修饰，从 而引入了大量的活性基团，它 促使Cu2 +在 碳纳米管表面吸附沉积。所以明胶在碳纳米管和Cu 2+ 之间起到桥梁作用，最终实现碳纳米管与氧化亚铜的有效复合。
4) 明胶在复合物成球过程中起着关键性的作用，明胶与CNTs 质量比为5~7 时实现最佳配比性。
