本文關(guān)鍵詞：碳納米管復(fù)合中空微球的制備及其在超級電容器中的應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近些年來,納米級和微米級空心球在化學(xué)以及材料科學(xué)領(lǐng)域引起了越來越多的關(guān)注,尤其在催化、太陽能電池、傳感器、藥物載體、控制釋放、分離提純過程等方面具有潛在的應(yīng)用。碳納米管復(fù)合中空微球基于碳納米管良好的電學(xué)以及機械性能,作為一種特殊的碳納米管復(fù)合材料,已經(jīng)得到越來越多科學(xué)家的研究和關(guān)注。其中,最為突出的是M. A. Correa-Duarte研究小組,他們利用層層組裝技術(shù),通過靜電作用將碳納米管吸附在二氧化硅、聚苯乙烯、三聚氰胺微球表面上,制備的三維空心籠狀結(jié)構(gòu)可以獲得不同于一維、二維碳復(fù)合材料的特殊性能,在催化劑載體、光伏器件、生物傳感器、電化學(xué)電容器等方面具有極大的潛在應(yīng)用價值。然而,到目前為止,關(guān)于這種特殊復(fù)合材料的應(yīng)用研究報道相對較少。 本文對碳納米管復(fù)合中空微球的研究現(xiàn)狀進行了概述,總結(jié)了不同的合成方法,制備了三種不同的碳納米管復(fù)合中空微球,研究了其形貌特征以及導(dǎo)電性能,并制備成電極,研究了復(fù)合材料的電化學(xué)性能。其主要內(nèi)容包括以下幾個部分： 通過層層組裝法,利用殼聚糖和羧基化多壁碳納米管之間的靜電作用,以磺化聚苯乙烯微球為模板,成功制備了殼聚糖和羧基化多壁碳納米管復(fù)合中空微球。在組裝過程中,研究了pH3和pH5兩種條件下,對空心球碳納米管含量以及導(dǎo)電性能的影響。通過Zeta電位測試和掃描電鏡來觀測殼聚糖和碳納米管殼層的增長,比較兩種pH條件下碳納米管含量的差異,并分析了原因。通過透射電鏡和掃描電鏡表征空心球的形貌,發(fā)現(xiàn)空心球在刻蝕和干燥過程中發(fā)生膨脹和塌陷。通過熱失重分析進一步研究兩種pH條件下碳納米管含量的差異,并研究不同刻蝕溶劑(DMF和甲苯)對空心球殼聚糖含量的影響。最后,通過電導(dǎo)率的測定,研究不同的pH條件和刻蝕溶劑對空心球?qū)щ娦阅艿挠绊憽?通過苯胺的原位聚合,以磺化聚苯乙烯微球為模板,制備了聚苯胺和羧基化多壁碳納米管復(fù)合中空微球。通過掃描電鏡和透射電鏡表征空心球的形貌,利用拉曼光譜分析聚苯胺和碳納米管之間的作用,通過熱失重分析研究空心球聚苯胺和碳納米管的相對含量。最后,通過電化學(xué)性能測試,研究殼層中的碳納米管對空心球電化學(xué)性能的影響。 通過層層組裝法,以磺化聚苯乙烯微球為模板,制備了聚苯胺纖維和羧基化多壁碳納米管復(fù)合中空微球。為了穩(wěn)定中空結(jié)構(gòu),我們用一種簡單而有效的方法來加固復(fù)合殼層：苯胺的原位聚合法。通過掃描電鏡,最終空心球的殼層不會像聚合前那樣塌陷,這有利于維持空心結(jié)構(gòu)的球形形貌。通過透射電鏡和熱失重分析,研究聚合前后殼層的厚度和含量的變化。利用拉曼光譜研究聚苯胺纖維和碳納米管之間的作用,并分析最終空心球得到穩(wěn)定的原因。最后,通過電化學(xué)性能測試,研究其在高性能超級電容器方面的潛在應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：碳納米管 空心球 殼聚糖 聚苯胺 層層組裝技術(shù) 超級電容器
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：O631.3;TB332
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-30
• 1.1 碳納米管簡介11-12
• 1.2 復(fù)合空心球簡介12
• 1.3 碳納米管復(fù)合中空微球的制備方法12-23
• 1.3.1 層層組裝法13-22
• 1.3.1.1 靜電作用13-20
• 1.3.1.2 靜電作用和范德華力20-22
• 1.3.2 油包水乳液技術(shù)22-23
• 1.3.3 表面活性劑輔助法23
• 1.4 碳納米管復(fù)合中空微球的應(yīng)用研究23-26
• 1.4.1 電流變23-24
• 1.4.2 光尋址微容器24-25
• 1.4.3 生物傳感器25-26
• 1.5 立題依據(jù)26-27
• 參考文獻27-30
• 第二章 殼聚糖/羧基化多壁碳納米管復(fù)合中空微球30-44
• 2.1 前言30
• 2.2 實驗部分30-33
• 2.2.1 原料31
• 2.2.2 羧基化多壁碳納米管31
• 2.2.3 模板31-32
• 2.2.4 復(fù)合中空微球32
• 2.2.5 表征方法32-33
• 2.3 結(jié)果與討論33-41
• 2.3.1 羧基化多壁碳納米管的透射電鏡和拉曼光譜分析33-34
• 2.3.2 Zeta電位分析34-35
• 2.3.3 組裝過程的掃描電鏡分析35-37
• 2.3.4 空心球的透射電鏡和掃描電鏡分析37-39
• 2.3.5 熱失重分析39-40
• 2.3.6 室溫下電導(dǎo)率的測定40-41
• 2.4 小結(jié)41-42
• 參考文獻42-44
• 第三章 聚苯胺/羧基化多壁碳納米管復(fù)合中空微球44-57
• 3.1 前言44-45
• 3.2 實驗部分45-47
• 3.2.1 原料45
• 3.2.2 羧基化多壁碳納米管45
• 3.2.3 模板45-46
• 3.2.4 聚苯胺空心球46
• 3.2.5 復(fù)合中空微球46
• 3.2.6 表征方法46-47
• 3.3 結(jié)果與討論47-54
• 3.3.1 掃描電鏡分析47-49
• 3.3.2 透射電鏡分析49-50
• 3.3.3 拉曼光譜分析50-51
• 3.3.4 熱失重分析51-52
• 3.3.5 室溫電導(dǎo)率的測定52
• 3.3.6 電化學(xué)性能測試52-54
• 3.4 小結(jié)54-55
• 參考文獻55-57
• 第四章 聚苯胺纖維/羧基化多壁碳納米管復(fù)合空心球的穩(wěn)定化57-72
• 4.1 前言57-58
• 4.2 實驗部分58-60
• 4.2.1 原料58-59
• 4.2.2 羧基化多壁碳納米管59
• 4.2.3 聚苯胺纖維59
• 4.2.4 模板59
• 4.2.5 復(fù)合中空微球59
• 4.2.6 復(fù)合中空微球的穩(wěn)定化59
• 4.2.7 表征方法59-60
• 4.3 結(jié)果與討論60-67
• 4.3.1 層層組裝過程中的現(xiàn)象分析60
• 4.3.2 透射電鏡分析60-62
• 4.3.3 掃描電鏡分析62-63
• 4.3.4 拉曼光譜分析63-64
• 4.3.5 熱失重分析64-65
• 4.3.6 室溫電導(dǎo)率的測定65
• 4.3.7 電化學(xué)性能測試65-67
• 4.4 小結(jié)67-69
• 參考文獻69-72
• 全文總結(jié)72-73
• 研究生期間的主要科研成果73-74
• 致謝74

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1 胡業(yè)e

本文編號：296380