聚苯胺共价接枝碳纳米管负载Pt催化剂的制备及对甲醇电催化性能的研究

以氨基化的碳纳米管为基体,通过界面聚合方法将聚苯胺共价接枝于碳纳米管表面,负载催化剂颗粒Pt. 通过透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)及电化学方法对催化剂进行了表征. TEM结果表明通过界面聚合的方法可以使聚苯胺均匀地接枝于碳纳米管表面. 电化学测试结果表明,碳纳米管共价接枝聚苯胺作为载体可以提高催化剂的抗CO中毒性能,有利于对甲醇的催化氧化. 研究其对甲醇的催化活性,并与商业的JM(Pt/C)催化剂进行了对比. 结果表明,碳纳米管共价接枝聚苯胺,有效提高了催化剂的稳定性,延长催化剂的寿命.     

有机化学接枝-电化学沉积聚合制备CNTs/PANI纳米复合材料

通过有机化学合成法先在碳纳米管表面接枝上苯胺单体,然后在不锈钢电极表面在硫酸溶液中采用循环伏安法电化学沉积聚合制得碳纳米管/聚苯胺(CNTs/PANI)纳米复合材料.扫描电子显微镜和傅立叶变换红外光谱表征所得材料的微观结构和基团,循环伏安和恒流充放电测试用于考察所得CNTs/PANI纳米复合材料的电化学性能.所得结果与...     

三元复合材料PANI／Ag／MWNT的电化学行为和比电容

通过原位聚合的方式在银纳米粒子/多壁碳纳米管（Ag/MWCNT）复合材料的表面成功聚合苯胺单体制备了聚苯胺/银纳米粒子/多壁碳纳米管（PANI/Ag/MWCNT）三元复合材料苯．通过对三元复合材料的结构以及表面形貌进行分析,表明聚苯胺层完全包覆了Ag/MWCNT复合材料,形成了核壳式结构．同时银纳米粒子则以单质晶体的形态存在于多壁碳纳米管与聚苯胺层之间．三元复合材料电极在1 mol/L的KOH溶液中具有极低的阻抗,而与聚苯胺电极相比,这些复合材料电极则表现出更低的电阻、更高的电化学活性和更好的循环稳定性．尤其是当苯胺和Ag：MWCNTs质量比为5：5时,该复合材料电极在0.25 A/g的电流密度下表现出最大的比电容值为160 F/g．     

基于碳纳米管－聚苯胺纳米复合物的超级电容器研究

为了提高碳纳米管的比容, 采用化学原位聚合的方法在碳纳米管的表面包覆聚苯胺, 制备碳纳米管-聚苯胺纳米复合物. 运用TEM和IR对样品进行了表征. 通过循环伏安研究样品的电化学特性. 利用恒流充放电考察基于碳纳米管-聚苯胺复合物超级电容器的性能. 在相同实验条件下, 对碳纳米管进行了比较分析. 实验结果表明, 在电流密度为10 mA/cm²时, 碳纳米管和碳纳米管-聚苯胺复合物的比容分别为52和201 F/g. 基于碳纳米管-聚苯胺纳米复合物的超级电容器的能量密度达到6.97 Wh/kg, 并且具有良好的功率特性.     

有限域聚合法制备碳纳米管-聚苯胺复合材料及其电化学性能

通过有限域聚合法将聚苯胺(PANI)均匀地生长在碳纳米管(CNTs)表面, 得到CNTs-PANI纳米复合材料. 通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外(FTIR)光谱对样品的形貌及成分进行表征. 将得到的复合材料组装成电化学超级电容器, 进行电化学的循环伏安和恒流充放电测试. 结果显示, 运用此有限域聚合法所制备的复合材料中PANI 可以非常均匀地包裹在CNTs表面, 复合材料的比容量可以达到117.7 F·g-1(有机电解液), 远远高于所用纯碳纳米管(25.0 F·g-1)和纯聚苯胺(65.0 F·g-1)的比容量, 从而表明有限域聚合法是一良好的纳米复合材料的制备方法.     

碳纳米管聚(3′,4′-亚乙基二氧-2,2′:5′,2″-三噻吩)复合材料的制备及其电化学性能研究

通过Stille反应合成了3′,4′-亚乙基二氧-2,2′:5′,2″-三噻吩(TET),并以其作为单体,采用化学氧化原位聚合方法在碳纳米管(CNT)的表面包覆新型聚(3′,4′-亚乙基二氧-2,2′:5′,2″-三噻吩)(PTET),制备了PTET-CNT纳米复合材料.通过TEM、SEM和IR对其进行了表征,并利用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等电化学测试方法,比较研究了复合材料以及碳纳米管在0.1 mol/L四乙基四氟硼酸铵(Et4NPF4)的乙腈溶液中的电化学行为.实验结果表明,在电流密度为3 mA/cm2时,PTET-CNT复合材料的比电容为86 F/g,比原碳纳米管比电容20 F/g提高了3.3倍.基于这种复合材料的电容器的能量密度达到2.02 Wh/kg.     

接枝聚苯乙烯/多壁碳纳米管纳米复合材料制备及合成机理

通过原位悬浮聚合的方法, 以过氧化苯甲酰(BPO)做引发剂, 制备了聚苯乙烯/多壁碳纳米管(MWNT-g-PS)纳米复合材料, 复合材料在水和乙醇中均表现出良好的分散性及稳定性. 通过高倍透射电镜(HRTEM)、场发射扫描电镜(FESEM)分析, 多壁碳纳米管上包覆有1～3 nm的聚苯乙烯膜, 并分布有半径从几十纳米到几百纳米不等的聚苯乙烯微球. 通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman spectroscopy)、X光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)对复合材料进行分析, 结果表明, 自由基将多壁碳纳米管表面π键打开, 形成一种新的自由基, 引发聚苯乙烯的自由基聚合, 形成了接枝聚苯乙烯/多壁碳纳米管纳米复合材料.     

碳纳米管-聚(3',4'-亚乙基二氧-2,2':5',2"-三噻吩)复合材料的制备及其电化学性能研究

通过Stille反应合成了3',4'-亚乙基二氧-2,2':5',2"-三噻吩(TET),并以其作为单体,采用化学氧化原位聚合方法在碳纳米管(CNT)的表面包覆新型聚(3',4'-亚乙基二氧.2,2':5',2"-三噻吩)(FTET),制备了PTET-CNT纳米复合材料.通过TEM、SEM和IR对其进行了表征,并利用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等电化学测试方法,比较研究了复合材料以及碳纳米管在0.1 mol/L四乙基四氟硼酸铵(Et_4NPF_4)的乙腈溶液中的电化学行为.实验结果表明,在电流密度为3 mA/cm~2时,PTET-CNT复合材料的比电容为86 F/g,比原碳纳米管比电容20 F/g提高了3.3倍.基于这种复合材料的电容器的能量密度达到2.02 Wh/kg.     

聚氨酯接枝多壁碳纳米管的制备及表征

采用两步法成功地将聚氨酯分子链以共价键连接到碳纳米管表面. 首先将聚丙烯酰氯通过与强酸氧化后多壁碳纳米管表面产生的羟基及少量羧基之间的化学反应共价接枝到碳纳米管表面; 然后将接枝到碳纳米管表面的聚丙烯酰氯与端羟基聚氨酯发生酯化反应, 实现了聚氨酯对碳纳米管的表面共价接枝. 采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM) 和热重分析(TGA)等对接枝后的产物进行了表征, 结果表明, 聚氨酯已共价接枝到碳纳米管表面, 被接枝的聚合物的含量接近90%.     

超级电容器用含氮碳与含氮碳/炭气凝胶复合电极材料的制备和性能研究

采用原位聚合法合成聚苯胺(PAIN)及聚苯胺/炭气凝胶(PAIN/CA)复合材料,经过高温裂解制备含氮碳(NC)及含氮碳/炭气凝胶复合材料(NC/CA),再以KOH为活化剂对其进行活化,制备活化含氮碳(ANC)及活化含氮碳/炭气凝胶复合材料(ANC/CA)。采用扫描电镜、循环伏安、恒流充放电以及电化学阻抗等方法进行性能测试,结果表明,由于KOH的活化作用,含氮碳材料的粒径明显变小,其比电容值为138 F/g,高于未活化含氮碳材料(98 F/g),ANC/AC3复合材料电极的比电容值比ACA电极(88 F/g)高,达到127 F/g。     

自支撑三维功能化石墨烯/聚苯胺电极材料的制备及超级电容性能

采用水热法制备了三维石墨烯(3D-G),并以十八胺(ODA)为接枝剂对部分还原的氧化石墨烯进行氨基化处理,再利用原位聚合法在氨基化石墨烯表面生长聚苯胺,制备了十八胺功能化石墨烯/聚苯胺(G-ODA/PANI).对材料进行了结构表征、电化学性能分析和材料结构的比电容贡献分析.结果显示,电极材料的电容贡献大部分体现为材料的表面电容,G-ODA/PANI电极片在1 A/g电流密度时的比电容最高可达1080 F/g,是未功能化石墨烯/聚苯胺电极材料(G/PANI)的2.57倍,且循环稳定性也有很大的提高,循环10000周后的比容量保持率为90.8%,比G/PANI高9.6%.     

碳纳米管网/聚苯胺复合材料的制备及电化学储能性能

分别采用粉末碳纳米管(CNT)和带连接点的碳纳米管网(CNTN)为模板,通过与聚苯胺(PANI)有限域聚合得到了CNT/PANI和CNTN/PANI 2种复合材料.采用透射电子显微镜和扫描电子显微镜对材料的形貌进行了表征,采用氮气吸附-脱附分析研究了材料的孔结构参数,运用双电四探针测试仪对材料的导电性能进行了测试,利用恒流充放电、循环伏安、循环寿命及交流阻抗等电化学测试手段表征了材料的电化学储能性能.结果表明,CNTN/PANI复合材料比CNT/PANI复合材料表现出更好的导电性能和电化学储能性能,其放电比容量可达到143.2 F/g(有机电解液).     

磁性碳纳米管表面新型壬基酚印迹纳米复合材料制备及吸附性能

采用聚苯胺包覆的磁性多壁碳纳米管为载体,以壬基酚(NP)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)为交联剂制备新型磁性壬基酚印迹复合萃取材料。 采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和样品振动磁强计(VSM)等技术手段对该磁性印迹复合材料进行表征和分析,结果表明,在磁性碳纳米管表面成功接枝厚度为60~70 nm的印迹聚合层。 采用高效液相色谱(HPLC)技术对该印迹复合材料的吸附性能进行探讨,结果表明,该磁性印迹复合材料对壬基酚具有特异性吸附性能,最大吸附量为38.46 mg/g。 结合HPLC检测技术,该磁性印迹复合材料成功用于分离富集饮用水中的壬基酚。     

MnO2电沉积直立碳纳米管制备超级电容器

以直立碳纳米管为基底,以pH=6.0的0.1 mol/L Na2SO4为底液,采用电化学沉积法在0.2 mol/L Mn(CH3COO)2溶液中制备了直立碳纳米管与MnO2复合材料. SEM测试结果表明,复合材料表面呈现多孔状结构. 通过循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学方法对复合材料修饰电极进行电容性质测试. 结果表明,在1 mol/L KCl溶液中,0～0.6 V(vs.Ag/AgCl参比)电位窗口内此复合材料表现出优良的超电容性能. 直立碳纳米管电极的比电容为16 F/g,在碳纳米管表面沉积上MnO2修饰层后,复合材料电极的比电容增大至330 F/g,比电容量大幅提升近20倍. 同时扫描200圈后,直立碳纳米管与MnO2复合材料的循环伏安曲线变化很小,具有相当好的循环寿命和电容稳定性能.     

氧等离子体改性的聚苯胺/碳纳米管电化学性能

由乳液聚合法制备聚苯胺/碳纳米管复合电极材料,再利用感应耦合氧等离子体源对其进行射频放电处理,制得改性后的复合材料,进一步研究氧等离子体处理时间对材料表面性质和电化学性能的影响。通过SEM和FTIR对复合材料的表面形貌和组成进行分析和表征,结果显示复合材料在改性后的微观形貌均一,粒径变小且颗粒间团聚减轻,材料表面引入了羟基官能团。电化学测试表明,经氧等离子体改性处理10 min后,聚苯胺/碳纳米管复合材料具有突出的电化学特性,比电容为287.8 F.g-1,为改性前的1.7倍,同时等效串联电阻(ESR)降低了67.7%,是一种优良的超级电容器电极材料。由此也表明氧等离子体改性是一种高效的电极材料改性方法。     

多壁碳纳米管表面邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯印迹聚合物的制备及其在固相萃取中的应用

以苯基修饰的多壁碳纳米管为载体,邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯为模板分子,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在碳纳米管表面接枝一层塑化剂邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯印迹聚合层.采用红外光谱和扫描电镜对聚合物进行表征和分析.结果表明,在碳纳米管表面成功接枝一层20～30 nm厚的印迹聚合层.采用高效液相色谱研究该印迹聚合物的吸附性能,结果表明,碳纳米管分子印迹聚合物对邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯最大吸附量为69.1 μmol/g,达到吸附平衡时间约为60 min.选择性吸附实验表明,与其它结构类似物相比,该印迹复合材料对邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯有良好的识别能力.作为固相萃取材料装填于固相萃取柱中,该印迹聚合物能对芒果汁样品中塑化剂进行有效的分离和富集.     

聚氨酯/碳纳米管复合材料制备的研究进展

综述了聚氨酯/碳纳米管复合材料制备研究中碳纳米管的修饰方法及其复合材料的制备方法。碳纳米管的修饰方法包括共价修饰和非共价修饰,两种方法都可以有效改善碳纳米管在聚氨酯中的分散性。然而,共价修饰法会削弱碳纳米管的强度,非共价修饰层则容易脱落。因此,人们发展出了复合修饰法。该复合材料中的制备方法包括溶液共混法、熔融混合法和原位聚合法。评述了未来的发展趋势,提出朝简单、环保的方向改进碳纳米管的修饰方法,形成系统化的碳纳米管分散性评价的量化标准,发展出适应复合材料工业化生产线的制备方法,将是今后研究的重点。     

聚苯胺/碳化钨导电复合材料的合成

以苯胺和过硫酸胺为原料,采用原位聚合方法合成了聚苯胺/碳化钨(PANI/WC)导电复合材料。研究了反应体系中碳化钨的含量对复合材料电导率的影响,确定了较佳的聚合条件,并且通过FT-IR、XRD、XPS和DSC-TGA等手段对复合材料的结构和性能进行了表征和分析。结果表明:碳化钨(WC)的加入提高了聚苯胺的电子导电性能,复合材料中聚苯胺组分为无定型,WC的晶型在反应前后并未发生变化,复合材料的热稳定性好并且质子化程度更高。     

MnO2电沉积直立碳纳米管制备超级电容器的研究

以直立碳纳米管为基底,以pH=6.0的0.1mol/L Na2SO4 为底液,采用电化学沉积法在0.2 mol/L Mn(CH3COO)2溶液中制备了直立碳纳米管与二氧化锰复合材料。SEM测试结果表明复合材料表面呈现多孔状结构。通过循环伏安,恒流充放电,交流阻抗等电化学方法对复合材料修饰电极进行电容性质测试。实验结果表明,在1mol/L KCl 溶液中,0-0.6V(vs. 银/氯化银参比)电位窗口内此复合材料表现出优良的超电容性能。直立碳纳米管电极的比电容为16 F/g,在碳纳米管表面沉积上二氧化锰修饰层后,此复合材料电极的比电容增大至330 F/g,比电容量大幅提升近20倍。同时扫描200圈后,直立碳纳米管与二氧化锰复合材料的循环伏安曲线变化很小,说明其具有相当好的循环寿命和电容稳定性能。     

废旧锂离子电池基石墨烯/聚苯胺复合材料制备及其电化学性能研究

以废旧手机锂离子电池回收的负极石墨粉制备的氧化石墨烯(GO)和苯胺单体为原料,利用GO活化H_2O_2产生的·OH为氧化剂,采用原位复合法制备了不同质量比的石墨烯/聚苯胺复合材料,通过FTIR、XRD和SEM对其进行了表征,并利用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电等对其电化学性能进行测试。结果表明,该类石墨烯/聚苯胺复合材料具有良好的电化学性能,当电流密度为100mA/g时,质量比为1∶10制备的石墨烯/聚苯胺复合材料(rGO/PANI-10)的比电容达到481F/g,较石墨烯比容量(161F/g)提高了199%,较聚苯胺比容量(351F/g)提高了37%;在500mA/g电流密度下,rGO/PANI-10充放电循环1000圈后,电容保持率为77%,表现出较好的循环稳定性。