聚噻吩/多壁碳纳米管复合材料结构与导电机理的研究

从结构和相互作用方面对聚噻吩(PTh)/多壁碳纳米管(MWNTs)复合材料进行了研究, 结果表明: 一方面聚噻吩本身的结构对其导电性能有一定的影响, 另一方面MWNTs作为一种掺杂剂, 和聚噻吩之间存在强的相互作用, 电子从MWNTs转移到聚噻吩. MWNTs和它周围被掺杂的聚噻吩通过π-π共轭作用形成相对独立的导电单元, 在复合材料的导电体系中起到主要作用, 随着这种导电单元数量的增加直至相互接触, 形成大的导电体系, 复合材料的电导率达到最大值.     

聚吡咯/多壁碳纳米管及其聚氨酯导电复合材料的制备和性能

以羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)做模版剂,采用化学氧化法将吡咯(Py)在羧基化MWCNTs表面聚合制备PPy/MWCNTs导电材料,将其添加到溶剂型聚氨酯(PU)溶液中制备了PPy/MWCNTs/PU导电复合材料,研究了Py用量对PPy/MWCNTs及其PU复合材料性能的影响.研究表明,随Py用量的增加,PPy/MWCNTs的长度不变,管径增大,sp~2和sp~3杂化C含量先提高后减少,N的掺杂梯度降低,PPy/MWCNTs的导电率高于羧基化MWCNTs和PPy.当Py用量为羧基化MWCNTs的20%时,其导电率最大.PPy/MWCNTs中N元素的掺杂程度及其管径变化是引起PPy/MWCNTs/PU复合材料的性能不同的主要原因.增加Py用量,MWCNTs中亲水的羧基因对PPy掺杂而消耗,相同导电材料用量时纳米导电粒子数目相对减少,PPy/MWCNTs/PU复合材料的耐水性能提高,定向应力、储能模量和玻璃化温度降低,导电率先增加后减小.当Py用量为羧基化MWCNTs的15%时,导电率最大.     

聚3-辛基噻吩/MWNTs复合材料的导电性能研究

采用在氯仿溶液中超声共混, 制备聚3-辛基噻吩(P3OT)和多壁碳纳米管(MWNTs)复合材料. 当MWNTs掺杂量为3%时复合材料的电导率为1.43 S•m－1, 达到纯MWNTs的电导率水平. 用FTIR光谱, TG, UV-Vis光谱, XPS和FESEM进行研究分析, 认为MWNTs的离域电子与P3OT主链上的π电子之间形成π-π共轭, 增加了P3OT主链的有效共轭度, 被掺杂的P3OT具有很高的电导率, 提高了复合材料的导电性能. MWNTs与被掺杂的P3OT组成相对独立的导体单元, 对复合材料的导电网络形成起着主要作用.     

磺化聚苯乙炔/多壁碳纳米管复合材料导电机理研究

将磺化聚苯乙炔(SPPA)与多壁碳纳米管(MWNT)超声共混制备得到SPPA/MWNT复合材料. 用四探针电阻率测试、场发射扫描电镜(FESEM)、XPS、UV-Vis、XRD等方法对复合材料导电机理进行研究. 结果表明, SPPA/MWNT的电导率发生两次突跃;掺杂剂MWNT具有低的临界阈值; 临界阈值附近, 复合材料中MWNT具有不连续分布的现象及复合材料电阻呈负温度系数(NTC)效应; SPPA/MWNT复合材料中MWNT的碳原子对SPPA 进行掺杂. 推测复合材料的导电机理为, 共轭聚合物SPPA不仅被导电粒子MWNT物理填充, 同时还被MWNT的碳原子掺杂, 使复合材料中存在两种导电通路而导电, 一是因被掺杂而成为高电导率主体的SPPA相互接触形成的导电通路, 二是MWNT相互接触形成的导电通路.     

磺化聚苯乙炔/多壁碳纳米管复合材料导电特性和机理的研究

将磺化聚苯乙炔(SPPA)与多壁碳纳米管(MWCNTs)超声共混制备得到SPPA/MWCNTs复合材料. 用X光电子能谱仪、固体紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪、四探针、场发射扫描电镜等对复合材料导电特性及机理进行研究. 结果表明: SPPA/MWCNTs 复合材料中SPPA与MWCNTs发生电荷转移而被掺杂, 并且由于SPPA与MWCNTs间的电荷转移, 彼此间存在一定的相互作用力; 复合材料电阻呈负温度系数效应; SPPA/MWCNTs复合材料电导率发生两次突跃. 可能的导电机理为, 复合材料中SPPA不仅被MWCNTs物理填充, 同时还被MWCNTs掺杂, 复合材料中存在两种导电通路, 一是SPPA与MWCNTs的碳原子发生电荷转移而被掺杂, 彼此之间存在一定的相互作用力, 导致SPPA包裹MWCNTs形成独立导体单元, 这种独立单元相互接触形成导电通路; 二是MWCNTs彼此之间相互接触形成导电通路, 并建立了该导电机理的理论模型.     

聚丁基噻吩的合成及性能

用化学聚合方法合成了聚丁基噻吩导电材料,并研究了不同的聚合条件对聚合物性能的影响。聚丁基噻吩导电材料具有较好的稳定性和加工性,其掺杂态的导电率可达到10s/cm。     

多壁碳纳米管/聚乙烯复合材料的制备及其导电行为

多壁碳纳米管/聚乙烯复合材料的制备及其导电行为;碳纳米管;高密度聚乙烯;渗流阈值;导电行为;V-PTC特性     

聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料的热性能和流变性能

用熔融共混法制备了聚丙烯多壁碳纳米管(PP/MWNTs)复合材料,TGA研究表明在氮气气氛下碳纳米管显著增加了聚丙烯基体的热稳定性.3wt%MWNTs可使PP热分解起始温度提高44℃.非等温结晶研究表明MWNTs对PP基体的结晶行为没有明显的影响.流变测试结果表明PP/MWNTs复合材料的储能模量G′和损耗模量G″随着MWNTs含量增加逐渐增大.1wt%MWNTs的PP聚合物的零剪切粘度最低,5wt%MWNTs的PP聚合物的零剪切粘度最高,PP和3wt%MWNTs的PP纳米聚合物的零剪切粘度居于二者之间,随着频率的增加,剪切稀化作用越来越明显,呈现出假塑性流体行为.含5wt%MWNTs的PP复合材料的体积和表面电阻率与纯PP相比分别下降了9个和4个数量级,表明少量的MWNTs可以显著改变PP的电学性能.     

吸附共沉淀法制备聚醚醚酮/多壁碳纳米管复合材料与性能研究

通过吸附共沉淀法均匀混合聚醚醚酮(PEEK)粉末和经过表面改性的多壁碳纳米管(MWCNT),再经注塑加工成功地制得PEEK/MWCNT复合材料(PM)。SEM观察结果显示,该复合法使得MWCNT在PEEK中均匀分散且与PEEK有较好的结合力。力学测试结果表明,MWCNT含量为6%的PM其弯曲强度提高20%左右,拉伸强度提高10%。MWCNT的加入使得复合材料的结晶温度和熔融温度均有一定提高。     

十二烷基硫酸钠对多壁碳纳米管/聚对苯二甲酸乙二酯复合材料性能的影响

用十二烷基硫酸钠(SDS)作为一种改性剂处理多壁碳纳米管(MWCNT),SDS处理后的MWCNT命名为SCNT,并采用微型挤出机和微型注塑机分别制备了MWCNT/PET和SCNT/PET复合材料.从材料的微观结构,导电性能,结晶性能和机械性能等角度,研究了SDS对MWCNT/PET复合材料性能的影响.结果表明,SDS处理能有效改善MWCNT在PET基体中的分散状态,促进导电网络的生成,可将复合材料电导率的逾渗值从2.35 wt%显著降低到0.18 wt%;在添加量为1 wt%的条件下,MWCNT对PET的导电性能没有影响,而SDS处理MWCNT可使PET的电导率从1 10-17 S/cm提高到6.5 10-8 S/cm;SDS对MWCNT的处理,不仅对提高PET的导电性能,而且较MWCNT对提高PET的机械性能有着更显著的作用效果.在添加量为1wt%时,SDS处理的MWCNT可使PET基体的拉伸强度提高31%,拉伸模量提高58%.     

Direct Electron Transfer between Glucose Oxidase and Multi-walled Carbon Nanotubes

The direct dedrochemical behavior between the glucose oxfdase ( GOD ) and the multi-wailed carbon nauotubes (MWNTs) has been studied. Two pairs of cyclic voltammetric peaks corresponding to the two different processes, i. e. mass-transportand surface reaction of GOD are observed on this MWNTs. The formal potentials with E^o‘=-0.45Vand E^o‘=-0.55V were obtained respectively.The GOD film was observed on the carbon nanotube by the TEM.     

卟啉-碳纳米管复合物研究进展

碳纳米管是具有一维纳米结构的新型纳米材料,具有许多独特的物理、化学性质.卟啉对可见光具有强烈吸收,其大π共轭体系使其具有良好的电子给予能力,可作为人工光合作用体系的光捕捉单元.将具有电子接受能力的碳纳米管与卟啉结合起来,通过卟啉对碳纳米管进行共价和非共价修饰,可以改善碳纳米管在溶剂中的溶解分散性能,同时实现卟啉和碳纳米管之间有效的电子传递,形成具有独特光电和光学性质卟啉-碳纳米管复合物.该类物质具备良好的应用前景,是碳纳米管和卟啉研究中的热点.就近年来该类复合物的构筑方法及性质研究等方面的进展进行了综述.     

基于辣根过氧化物酶/纳米金/辣根过氧化物酶/多壁纳米碳管修饰的过氧化氢生物传感器的研究

以固定在玻碳电极上的多壁纳米碳管为基底吸附辣根过氧化物酶, 再固定纳米金, 然后再结合一层辣根过氧化物酶, 利用多壁纳米碳管对辣根过氧化物酶的直接电化学催化特性及纳米金对蛋白质的强吸附能力及强的电子传导特性制备了无电子媒介体的过氧化氢生物传感器. 采用循环伏安法, 在无电子媒介体时, 该传感器对H₂O₂ 仍能具有良好的催化活性, 放大了电信号, 提高了该酶传感器的灵敏度及稳定性. 实验证明, 该传感器在H₂O₂浓度为 1.0×10^－6～ 1.0×10^－3 mol•L^－1范围内有线性响应, 线性相关系数r²＝0.9964. 并探讨了电极的稳定性、寿命及重现性.     

铁氧化还原蛋白在多壁碳纳米管上的固定、表征及直接电子转移

将来源于Spinacia Oleracea的铁氧化还原蛋白(ferredoxin, SOFd)固定在多壁碳纳米管(CNT)表面, 紫外-可见及红外光谱表明, SOFd在CNT表面没有变性, 仍保持原来的二级空间结构. 循环伏安结果表明, SOFd在CNT表面能进行有效和稳定的直接电子转移反应, 伏安曲线上出现一对良好的、几乎对称的氧化还原峰, 式量电位E^0'为(－570.4±1.5) mV (vs. SCE, 0.1 mol/L磷酸盐缓冲液), 且不随扫速和溶液pH值的变化而变化. SOFd直接电子转移的表观速率常数k_s为(0.73±0.04) s^－1.     

Reactivity of silicon‐doped carbon nanotubes toward small gaseous molecules in the atmosphere

The reactivities of the pristine and silicon doped (Si‐doped) single‐walled carbon nanotubes (CNTs) toward small gaseous molecules in the atmosphere, such as formaldehyde, carbon monoxide, and hydrogen sulfide, were studied by performing density functional theory calculations. Compared with the physisorptions on the pristine (8, 0) CNT, these small molecules present strong chemical interactions with the Si‐doped (8, 0) tube. Doping intrinsic CNTs with silicon is expected to be a potential strategy for improving the property of pristine CNTs and expanding the application of CNTs in nanoscience and nanotechnology. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Int J Quantum Chem, 2008