聚苯胺/聚吡咯包覆碳纳米管复合材料的制备及表征

摘要

自1991年碳纳米管被发现以来，围绕着碳纳米管对其制备、结构特性、化学特性、力学特性、热性能、电性能、光性能、磁性能、介电性能等各个方面进行了一系列的研究。碳纳米管的一个很重要的应用就是用于开发制备新型复合材料。其独特的结构可以制备金属或氧化物填充的一维纳米复合材料。碳纳米管表面组装其它物质后，有望获得更加优异的性能和更加理想的表面性质。高性能的碳纳米管复合材料研究已经成为碳纳米管的一个极为重要的应用研究方向，具有重要的基础理论研究意义和广泛的应用前景。导电聚苯胺、聚吡咯是三大导电高分子中的一员，在电池、金属防腐、军事等领域具有极诱人的应用前景，被认为是最有希望在实际中得到应用的导电聚合物。近年来，有机导电高分子/无机纳米磁性材料的复合足一个研究热点，国内外许多人都对这方面做了研究。本文对碳纳米管、碳纳米管一维复合材料、导电高分子材料做了概述，对聚苯胺、聚吡咯与无机纳米磁性材料复合物的研究情况进行了综述。
　　 本文在室温下用一种简单的方法制备了氧化亚镍填充的碳纳米管复合材料，并对其结构和磁性能进行了表征，填充后碳纳米管的磁性能有所提高，这种方法对碳纳米管的破坏作用很小，操作简单，但是填充效率较低，如果能解决填充效率问题，对于制备一维纳米线将具有非常重要的意义；采用了一种简单的方法修饰了碳纳米管，在碳纳米管的表面引入了一些有机官能团，有利于在碳纳米管表面组装镍锌铁氧体，组装以后的碳纳米管活性增强，得到了具有优异磁性能的镍锌铁氧体组装的碳纳米管复合材料。本文选用镍锌铁氧体组装的碳纳米管复合材料作为磁性材料与聚苯胺、聚吡咯复合，采用TEM、XRD、FTIR、TG-DSC等多种手段对复合材料结构、形态及热稳定性进行了表征，并测试了其磁性能、电导率、水接触角等性能，得到了电磁性能较好的磁性聚苯胺、聚吡咯。

目录

文摘

英文文摘

一、序言

1.1 碳纳米管概述

1.1.1 碳纳米管的结构

1.1.2 碳纳米管的制备

1.1.3 碳纳米管的性能

1.2 碳纳米管复合材料

1.2.1 碳纳米管一维复合材料

1.3 导电高分子材料

1.3.1 导电高分子材料的分类

1.3.2 导电高分子材料的应用

1.4 课题的提出及研究的主要内容

1.5 参考文献

二、碳纳米管复合材料的组装和表征

2.1 表征手段

2.2 氧化亚镍填充碳纳米管的制备和表征

2.2.1 实验部分

2.2.2 结果及讨论

2.3 碳纳米管的提纯和改性

2.3.1 实验部分

2.3.2 结果及讨论

2.4 结论

2.5 参考文献

三、聚苯胺包覆镍锌铁氧体组装的MWNTs复合材料的制备及表征

3.1 实验部分

3.1.1 实验试荆

3.1.2 实验过程

3.2 结果及讨论

3.2.1 TEM分析

3.2.2 XRD分析

3.2.3 FTIR分析

3.2.4 TG-DSC分析

3.2.5 Zeta电位分析

3.2.6 水接触角

3.2.7 电磁性能分析

3.3 结论

3.4 参考文献

四、聚吡咯包覆镍锌铁氧体组装的MWNTs复合材料的制备及表征

4.1 实验部分

4.1.1 实验试剂

4.1.2 实验过程

4.2 结果及讨论

4.2.1 TEM分析

4.2.2 XRD分析

4.2.3 FT-IR分析

4.2.4 TG-DSC分析

4.2.5 Zeta电位分析

4.2.6 水接触角

4.2.7 电磁性能分析

4.3 结论

4.4 参考文献

致谢