磁性離子液體中導(dǎo)電聚合物-多壁碳納米管復(fù)合材料的制備及性質(zhì)研究.pdf

1、導(dǎo)電聚合物是一類具有共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)高分子，經(jīng)過化學(xué)摻雜或者電化學(xué)摻雜后電導(dǎo)率可以從絕緣體擴(kuò)展到半導(dǎo)體或者導(dǎo)體；其具有金屬和半導(dǎo)體的導(dǎo)電性，又具有有機(jī)高分子質(zhì)量輕、柔韌性好和易于加工的特點(diǎn)。本文以磁性離子液體(MIL)1-丁基-3-甲基咪唑四氯化鐵鹽([bmim]FeCl4)為溶劑和多壁碳納米管(MWCNTs)的分散劑，因FeCl4-具有氧化性，也可同時(shí)作為氧化劑，成功制備了核殼結(jié)構(gòu)性能改善的PEDOT/MWCNTs和Ppy/MWCNTs

2、納米復(fù)合材料，該方法是一種大量制備導(dǎo)電聚合物/MWCNTs納米復(fù)合材料的新方法，具有環(huán)境污染小，操作簡單的特點(diǎn)。具體內(nèi)容如下：
　　 （1)通過機(jī)械研磨使MWCNTs分散在 [bmim]FeCl4中，形成 [bmim]FeCl4/MWCNTs凝膠，起到了非共價(jià)功能化MWCNTs的作用。采用利用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)和透射電子顯微鏡(TEM)對[bmim]FeCl4/MWCNTs凝膠的結(jié)構(gòu)與形貌進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，MW

3、CNTs表面吸附了一層[bmim]FeCl4，MWCNTs只是松散的纏繞，團(tuán)聚得到了有效的抑制。
　　 （2)以磁性離子液體 [bmim]FeCl4為介質(zhì)，將多壁碳納米管(MWCNTs)機(jī)械球磨分散在其中形成[bmim]FeCl4/MWCNTs凝膠后，加入乙撐二氧噻吩(EDOT)單體，利用陰離子FeCl4-的氧化性進(jìn)行原位聚合，球磨法制備了不同MWCNTs含量的均勻包覆的PEDOT/MWCNTs納米復(fù)合材料。FT-IR、UV-V

4、is、SEM和TEM對PEDOT/MWCNTs的結(jié)構(gòu)與形貌進(jìn)行了表征。在0.5 mol/L硫酸溶液中，用循環(huán)伏安測試研究了PEDOT/MWCNTs的電化學(xué)行為。采用四探針儀測定了PEDOT/MWCNTs的電導(dǎo)率，熱重分析(TGA)研究了PEDOT/MWCNTs的熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明，PEDOT 納米顆粒均勻包覆于 MWCNTs 表面，形成了核殼結(jié)構(gòu)；PEDOT與MWCNTs之間的共軛作用隨著MWCNTs含量的增加而增強(qiáng)。MWCNTs的質(zhì)量

5、分?jǐn)?shù)為30%的PEDOT/MWCNTs的電導(dǎo)率達(dá)到7.46 S/cm, 電化學(xué)活性最好。MWCNTs的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，PEDOT/MWCNTs的熱穩(wěn)定性相對于PEDOT顯著提高。其次，初步探討了超聲法制備PEDOT/MWCNTs納米復(fù)合材料，F(xiàn)T-IR和SEM對PEDOT/MWCNTs的結(jié)構(gòu)與形貌進(jìn)行了表征，采用循環(huán)伏安法研究了復(fù)合材料的電化學(xué)性質(zhì)。
　　 （3)磁性離子液體中機(jī)械球磨制備了不同MWCNTs含量的Ppy/MW

6、CNTs納米復(fù)合材料。采用了FT-IR、UV-Vis、SEM、TEM等對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與形貌進(jìn)行了表征；用四探針儀測定了復(fù)合材料的電導(dǎo)率；使用循環(huán)伏安法和恒電流充放電法研究了復(fù)合材料的電化學(xué)性質(zhì)；TGA分析了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。結(jié)果表明：球磨法成功制備了核殼結(jié)構(gòu)的Ppy/MWCNTs納米復(fù)合材料；Ppy/MWCNTs納米復(fù)合材料的電導(dǎo)率較純Ppy有了很大提高；Ppy/MWCNTs納米復(fù)合材料具有良好的電化學(xué)活性，Ppy/MWCNTs(2