聚噻吩/多壁碳纳米管复合材料的导电性能

通过共混多壁碳纳米管(MWNTs)和聚噻吩(PTh), 制备了PTh/MWNTs复合材料, 复合材料表现出良好的导电性能(电导率达16.1 S/m). 通过Raman, TG, XPS, UV-Vis等对复合材料进行了分析, 结果表明, MWNTs和 PTh之间存在强的相互作用, MWNTs上的离域电子与噻吩共轭主链上的π电子之间形成π-π共轭, 电子从MWNTs转移到聚噻吩, 增加了噻吩主链的有效共轭长度, 提高了复合材料的导电性能. FESEM分析表明, MWNTs和它周围被掺杂的聚噻吩通过π-π共轭作用结合在一起, 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.     

溴吸附对碳纳米管导电性能的提高

通过溴蒸气的吸附, 提高多壁碳纳米管(MWNT)的本征导电性能,加溴多壁碳纳米管的电导率提高3倍. 通过拉曼光谱, 紫外可见光谱, 红外吸收光谱, 近红外吸收光谱和X光电子能谱等方法研究, 结果表明: 溴与多壁碳纳米管之间存在共轭作用, 使多壁碳纳米管表面的电子云分布发生了变化, 导致空穴载流子的产生, 增加了载流子浓度, 提高了多壁碳纳米管的导电性能.     

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.     

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.     

多壁碳纳米管对PS分子量影响的研究

由于碳纳米管（CNT）具有优异的力学、电学、光学等性能，近年来，聚合物／碳纳米管（polymer／CNT）复合材料的研究已经成为研究者关注的热点。相关的研究主要集中在：一是将CNT作为填充材料制各复合材料，使复合材料的力学、电学等性能得到提高。二是将CNT作为主体，用聚合物对CNT进行修饰，使CNT在有机溶剂中能够获得良好的溶解度。而对于在聚合反应中，CNT的加入对聚合物分子量影响的研究，相关的报道较少。本文利用悬浮聚合法制备了聚苯乙烯／多壁碳纳米管（PS／MWNT）复合材料，采用透射电镜（TEM）和凝胶渗透色谱（GPC）对其进行了分析，详细研究了MWNT对于PS分子量的影响。     

聚苯乙烯接枝修饰碳纳米管

本文利用碳纳米管的高比表面性质,使多壁碳纳米管(MWNT)表面吸附大量苯乙烯和过氧化苯甲酰(BPO)后在90℃加热,合成聚苯乙烯(PS)接枝修饰的MWNT。并采用透射电镜(TEM),高倍透射电镜(HR-TEM),场发射扫描电镜(FEW SEM),拉曼光谱(RAMAN),X光电子能谱(XPS),热重(TG)等对功能化后的MWNT进行了分析,证明了确实有大量的PS通过共价键接枝在MWNT表面。     

多壁碳纳米管与溴的相互作用及导电机理

通过溴蒸气的吸附, 提高多壁碳纳米管(MWNT)的本征导电性能, 加溴多壁碳纳米管的电导率提高了3倍. X光电子能谱、近红外光谱、紫外光谱、拉曼光谱表明多壁碳纳米管与溴之间存在共轭作用, 这种作用导致多壁碳纳米管上的π电子向溴偏移, 产生空穴载流子. 利用半导体能带图, 提出加溴多壁碳纳米管微观体系模型来研究溴对多壁碳纳米管的作用及导电机理.     

聚噻吩制备条件对其结构和导电性能的影响

通过改变聚噻吩合成条件(温度、浓度、反应时间)得到各种不同样品, 用FESEM, FTIR光谱, Raman光谱, XRD, UV-Vis光谱和TG等手段对样品进行研究. 结果表明, 不同的制备条件会影响噻吩环的连接方式, 直接影响聚噻吩结构的分布. 导电性能研究表明, 聚噻吩的结构差异和其导电性能直接相关, 实验证明以α-α相连接的聚噻吩有更高的电导率.     

PS/MWNT复合材料界面上的化学反应性

利用悬浮聚合法制备了可溶于甲苯的聚苯乙烯／多壁碳纳米管（PS／MWNT）复合材料,通过透射电镜观察到MWNT完全或部分被PS包裹。拉曼光谱分析表明,复合材料中MWNT的两个特征峰D峰和G峰的位置均发生了红移,且D峰的强度及ID／IG值也较MWNT明显增大。凝胶渗透色谱测得复合材料的分子量相对于纯PS的分子量有较大幅度提高。同时比较共混法与悬浮聚合法制得的复合材料在甲苯中的溶解性。可以认为悬浮聚合法制备复合材料的过程中,MWNT参与了PS的聚合反应,与PS形成了化学键从而完全或部分地被PS包裹。