碳纳米管基导电复合材料的制备及其性能研究

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:newnew111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自从1991年被发现以来,碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)因其独特的力学性能、化学性能、导热性能和电学性能而受到广泛的关注,被认为是在诸多领域都将极具潜力的新型纳米材料。碳纳米管具有独特的一维管状结构,具有较大的长径比、较高的比表面积,但是由于其固有的不溶性,使得碳纳米管难以在溶液或聚合物基体中较好的分散,因此很大程度上限制了其在复合材料领域中的应用。目前应用比较广泛的碳纳米管的改性方法是使用混酸处理,在碳纳米管的表面引入羧基,并以此为活性点进行接枝。这种方法可以有效的克服碳管表面的惰性,利用化学键合的方式实现与聚合物等有机分子的复合。但是这种方法也存在明显的不足,在混酸处理的过程中,虽然可以有效的引入羧基等官能团,但是也不可避免的会破坏碳纳米管自身原有的完美的几何结构,在碳管表面造成缺陷,甚至会将碳管截断成长度较短的管状结构,这势必会削弱碳纳米管本来具有的各种优良性能。本文采用物理方法对碳纳米管进行了改性,保留了碳管的结构和性质不被破坏,得到了比较理想的实验结果。本实验共分为三个部分:第一,利用浓硝酸在超声的条件下将多壁碳纳米管进行纯化,以除去其中的杂质,同时保证碳纳米管的自身结构不遭破坏。利用室温下搅拌的方法将纯化后的碳纳米管与Eu(Ⅲ)-1,10-phenanthroline配合物进行复合,利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对复合材料的结构及表面形貌进行分析,结果表明Eu(Ⅲ)-1,10-phenanthroline配合物均匀的包覆在碳纳米管的表面。元素分析显示,Eu(Ⅲ)离子与1,10-phenanthroline按照1:1的比例进行配位,体系中所投入的配合物几乎完全与碳纳米管发生复合,可以得到很高产率的复合材料。荧光光谱显示出Eu(Ⅲ)-1,10-phenanthroline配合物的特征光谱发生了一定的迁移,同时发射光谱的强度有所降低,这与文献报道相一致。导致这两种现象是由于配合物与碳纳米管之间存在着光电转化作用的结果。此外,对其导电性能进行分析,结果表明复合比例的改变并未引起复合材料导电性能的明显变化,一直稳定在7S/cm上下波动。热重分析显示复合材料的热稳定行要高于Eu(Ⅲ)-1,10-phenanthroline配合物。第二,利用原位聚合法,以第一部分所制得的复合材料为填料,使之与聚苯胺进行复合,得到了三相复合材料。利用ETIR和SEM对材料的组成和表面形貌进行了表征,结果显示聚苯胺成功的包覆在CNTs/Eu(Ⅲ)-1,10-phenanthroline的表面。荧光光谱显示复合材料的发射光谱强度很弱,这是由于一方面配合物与碳管之间存着这光电转换的作用,另一方面可能是由于聚苯胺对激发光和发射光谱都存在一定吸收,从而导致了发射光谱的减弱。热重分析显示复合材料的热稳定性要比纯的聚苯胺有很大程度的提高。第三,以聚乙二醇-400作为乳化剂,在室温搅拌的条件下将纯化的碳纳米管与纳米银粒子进行复合。透射电镜(TEM)显示,碳纳米管表面的黑色斑点显示,纳米银粒子成功的复合在碳管的表面。以此复合材料为填料,利用原位聚合法,使之与聚苯胺进行复合,通过红外光谱(FTIR)、和透射电镜(TEM)对复合材料的组成和结构进行了表征,结果显示聚苯胺成功的复合在碳纳米管的表面,并将碳管完全包覆在内。当CNTs/Ag填料的加入量达到0.35%时达到渗域滤值。材料的导电率从2.15 S/cm达到10.14 S/cm。热重分析显示复合材料的热稳定性明显优于纯的聚苯胺。
其他文献
如何认识电视文艺节目的制作,本文从广义和狭义两个侧面作了概括性的论述。从广义上说电视文艺节目制作由两大部分人员构成即艺术人员和技术人员,而制作又有不同阶段的任务要
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊
本期关于学前教育自媒体使用情况的调研结果中,有一个情况出乎我们的意料。我们的访问对象是有2岁到8岁宝宝的家庭,其中高达35.5%的宝宝已经能“非常熟练”地使用手机或其他
随着我国社会主义市场经济的发展,经济形式在不断创新,在数字技术和网络技术基础之上,媒介融合产生了新媒体,新媒体经济也应运而生。新媒体经济在促进社会经济发展和提高人们
近年来,具有特殊形貌和尺寸的无机非金属材料的可控合成已成为材料领域的一个研究热点。镍盐作为无机非金属材料的一个重要组成部分,在材料领域具有举足轻重的地位,因此,探索
油画作品直观感受就是“形”与“色”。谢赫六法中“随类赋彩”在赋色在古代提出了系统的美学阐述和理论指导。写意油画的赋色和中国画赋色方法论有着一脉相承的直接联系,随
本文以电视真人秀类型节目为研究对象,结合大量的相关论文,以节目的“社会影响”作为文章的论述主题,探究真人秀电视节目的本质特征和对社会产生的影响,探索什么样的真人秀节
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
氢-氧质子交换膜燃料电池以及直接甲醇燃料电池是低温燃料电池的典型代表。它们具有工作温度低、启动快、无污染等诸多优点,非常适合应用于移动设备、电动汽车以及分散式发电站
近年来,多功能纳米材料弥补了单功能材料使用的单一性,实现了在特定尺寸的条件下能够赋予材料多功能特性而引起了科研工作者们的关注。纳米纤维纱线是由高度取向的纳米纤维组成的一种结构规整的一维(1D)纳米材料。静电纺丝技术是获得纳米纤维纱线和多功能纳米材料简单且高效的途径之一。因此,采用电纺技术给纳米纤维纱线赋予多功能特性以开拓纳米纤维在实际应用中的范围,是一个十分有意义的课题。本文中建立了共轭静电纺丝装
学位