本文關(guān)鍵詞：碳基聚苯胺復(fù)合材料的制備及性能研究

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【摘要】：導(dǎo)電高聚物聚苯胺除具有其它芳香雜環(huán)聚合物所共有的特點(diǎn)外,還兼有獨(dú)特的摻雜行為,再加上原料易得、合成工藝簡(jiǎn)單、抗氧化性好、對(duì)環(huán)境沒有污染等優(yōu)點(diǎn),在電極材料等應(yīng)用中得到關(guān)注。但在聚苯胺的研究過程中發(fā)現(xiàn),其導(dǎo)電性未達(dá)到預(yù)期效果,而碳基材料是研究較早且較為成熟的導(dǎo)電材料,具有價(jià)廉易得,抗化學(xué)腐蝕性能好,導(dǎo)電性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn),在電化學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。因此,本文將制備穩(wěn)定性能良好、電導(dǎo)率高的碳基聚苯胺復(fù)合材料。本文主要采用原位聚合法制備碳基聚苯胺復(fù)合材料,通過掃描電子顯微鏡(SEM)研究復(fù)合材料的微觀形貌,通過X射線衍射儀(XRD)、傅里葉紅外光譜儀(FT-IR)研究復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)組成,通過四探針測(cè)試儀研究復(fù)合材料的電導(dǎo)率,通過電化學(xué)工作站研究復(fù)合材料的阻抗情況。研究表明,摻雜后制得的復(fù)合材料導(dǎo)電性優(yōu)于純聚苯胺,摻雜不同碳基材料:GO、r-GO、r-GO/Fe_3O_4、石墨烯制得的復(fù)合材料中,PANI/石墨烯復(fù)合材料和PANI/r-GO/Fe_3O_4復(fù)合材料的電導(dǎo)率較高,電導(dǎo)率分別為5.66s/cm、6.49s/cm,且阻抗較小;而摻雜不同還原劑制備的石墨烯對(duì)復(fù)合材料的性能影響存在差異,其中以水合肼作為還原劑制備的石墨烯摻雜后,聚苯胺復(fù)合材料的性能較好;采用先制備PANI/r-GO復(fù)合材料,再對(duì)復(fù)合材料使用水合肼還原時(shí),導(dǎo)致聚苯胺的性能結(jié)構(gòu)改變,材料失去導(dǎo)電性。碳基材料的摻雜量對(duì)聚苯胺復(fù)合材料的性能影響較大,其中石墨烯、r-GO/Fe_3O_4的摻雜量為0.3g時(shí)為最優(yōu)摻雜量,制得的復(fù)合材料導(dǎo)電性較好;采用機(jī)械摻雜法制得復(fù)合材料的電導(dǎo)性相比采用原位聚合法較差,摻雜同樣的石墨烯后,制得復(fù)合材料的電導(dǎo)率降低10%。
【關(guān)鍵詞】：聚苯胺 碳基復(fù)合材料 原位聚合 導(dǎo)電性
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB33
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-25
• 1.1 聚苯胺12-18
• 1.1.1 導(dǎo)電高聚物12
• 1.1.2 聚苯胺的結(jié)構(gòu)12-13
• 1.1.3 聚苯胺的制備及摻雜13-15
• 1.1.4 聚苯胺的導(dǎo)電性及原理15-16
• 1.1.5 聚苯胺的應(yīng)用16-18
• 1.2 碳基材料的發(fā)展18-22
• 1.2.1 碳基材料的種類18
• 1.2.2 氧化石墨18-19
• 1.2.3 石墨烯19-22
• 1.3 復(fù)合電極材料22-23
• 1.4 論文目的、意義及內(nèi)容23-25
• 1.4.1 研究目的及意義23
• 1.4.2 本文內(nèi)容23-25
• 第2章 實(shí)驗(yàn)部分25-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)藥品和儀器25-26
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料及化學(xué)試劑25
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)主要儀器與設(shè)備25-26
• 2.2 實(shí)驗(yàn)步驟26-30
• 2.2.1 氧化石墨的制備26-27
• 2.2.2 膨化石墨及r-GO/Fe_3O_4的制備27
• 2.2.3 石墨烯的制備27-28
• 2.2.4 聚苯胺的制備28-29
• 2.2.5 復(fù)合材料的制備29-30
• 2.3 復(fù)合材料性能測(cè)試分析30-32
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡（SEM）測(cè)試30
• 2.3.2 X射線衍射（XRD）測(cè)試30
• 2.3.3 紅外光譜（FTIR）測(cè)試30
• 2.3.4 電導(dǎo)率測(cè)試30-31
• 2.3.5 交流阻抗測(cè)試31-32
• 第3章 不同類型碳基材料對(duì)復(fù)合材料性能影響32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 不同類型碳基材料對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌影響32-34
• 3.3 摻雜不同類型碳基材料制得復(fù)合材料的XRD分析34-35
• 3.4 摻雜不同類型碳基材料制得復(fù)合材料的紅外譜圖分析35-36
• 3.5 不同類型碳基材料對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性影響36-37
• 3.6 摻雜不同類型碳基材料制得復(fù)合材料的交流阻抗分析37-38
• 3.7 摻雜不同還原劑制備的石墨烯對(duì)復(fù)合材料性能影響38-41
• 3.7.1 不同還原劑對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌影響38-39
• 3.7.2 摻雜不同還原石墨烯制得復(fù)合材料的XRD分析39-40
• 3.7.3 摻雜不同還原石墨烯制得復(fù)合材料的紅外譜圖分析40-41
• 3.7.4 不同還原劑對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性影響41
• 3.8 本章小結(jié)41-42
• 第4章 碳基摻雜量對(duì)復(fù)合材料性能影響42-52
• 4.1 引言42
• 4.2 還原石墨烯的摻雜量確定42-45
• 4.2.1 摻雜不同量還原石墨烯制得復(fù)合材料的XRD分析42-43
• 4.2.2 摻雜不同量還原石墨烯制得復(fù)合材料的紅外譜圖分析43-44
• 4.2.3 不同量還原石墨烯對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性影響44-45
• 4.3 r-GO/Fe_3O_4的摻雜量確定45-50
• 4.3.1 不同量r-GO/Fe_3O_4對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌影響45-47
• 4.3.2 摻雜不同量r-GO/Fe_3O_4制得復(fù)合材料的XRD分析47-48
• 4.3.3 摻雜不同量r-GO/Fe_3O_4制得復(fù)合材料的紅外譜圖分析48-49
• 4.3.4 不同量r-GO/Fe_3O_4對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性影響49-50
• 4.4 本章小結(jié)50-52
• 第5章 石墨烯還原/摻雜方法對(duì)復(fù)合材料性能影響52-60
• 5.1 引言52
• 5.2 摻雜方法對(duì)復(fù)合材料性能影響52-56
• 5.2.1 摻雜方法對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌影響52-53
• 5.2.2 不同摻雜方法制得復(fù)合材料的XRD分析53-54
• 5.2.3 不同摻雜方法制得復(fù)合材料的紅外譜圖分析54-55
• 5.2.4 摻雜方法對(duì)復(fù)合材料導(dǎo)電性影響55-56
• 5.3 復(fù)合材料中石墨烯的還原方式對(duì)性能影響56-59
• 5.3.1 還原方式對(duì)復(fù)合材料的微觀形貌影響56-57
• 5.3.2 不同還原方式制得復(fù)合材料的XRD分析57-58
• 5.3.3 不同還原方式制得復(fù)合材料的紅外譜圖分析58-59
• 5.3.4 還原方式對(duì)復(fù)合材料的導(dǎo)電性影響59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果68-69
• 致謝69-70

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