芘聚合物的制備及性能研究.pdf

1、芘聚合物是一類具有中間相特性的碳質(zhì)瀝青，同時還具有良好的熒光特性，此類碳質(zhì)瀝青可以被用作不同種類的高品質(zhì)碳材料的前驅(qū)體，也可用于制作熒光猝滅傳感器。本文通過加壓熱聚合法制備了芘的低聚物和芘/三聚氰胺共聚物，對聚合產(chǎn)物的組分、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測試表征，并研究了其熒光性能以及碳化產(chǎn)物的鋰離子電池負(fù)極性能，主要研究內(nèi)容如下:
　　1、以芘為前驅(qū)體，利用直接熱聚合法和催化熱聚合法兩種方法制備芘聚合產(chǎn)物，通過組分及結(jié)構(gòu)測試分析，發(fā)現(xiàn)六次甲基四胺對

2、芘熱縮聚反應(yīng)具有明顯的催化作用且基本不會殘留于芘聚合產(chǎn)物中。以聚乙烯醇為改性劑，對芘聚合產(chǎn)物進(jìn)行烷基化改性，通過產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn)該工藝能夠?qū)哦?、三、四聚體實現(xiàn)烷基化，并且對催化芘聚合不溶物(N-PPIS)中的五聚體也有烷基化作用。研究了芘聚合產(chǎn)物及其烷基化產(chǎn)物（統(tǒng)稱為芘聚合物）的熒光性能，發(fā)現(xiàn)溶劑極性對芘聚合物的出峰位置以及熒光強度有較大影響;硝基化合物對N-PPCh具有最佳的熒光猝滅效率。
　　2、以芘聚合物為碳前驅(qū)體，納米

3、CaCO3為模板，在800℃進(jìn)行碳化處理，研究原料結(jié)構(gòu)、CaCO3屬性（親油、親水性）和添加量對碳化產(chǎn)物結(jié)構(gòu)、形態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)芘聚合物對碳化產(chǎn)物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)影響較小;烷基化處理后能夠在一定程度上提高碳化產(chǎn)物的收率;增加CaCO3添加量有利于降低碳化物中石墨微晶片層的厚度，并在碳材料中形成規(guī)整的孔洞結(jié)構(gòu)。研究了碳化產(chǎn)物作為鋰離子電池負(fù)極材料的電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)碳化物較小的片層厚度以及內(nèi)部的孔洞結(jié)構(gòu)賦予了其優(yōu)良的高倍率性能，其中樣品O-c在1

4、A/g電流密度下，放電比容量為384.2mAh/g。
　　3、以芘和三聚氰胺為前軀體，通過熱聚合的方法制備了三種不同配比的C/C3N4復(fù)合材料，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)為C3N4和聚芘環(huán)的雜化結(jié)構(gòu)。作為鋰離子負(fù)極材料，這種雜化結(jié)構(gòu)使C/C3N4復(fù)合材料具備遠(yuǎn)高于純碳材料的比容量，其中樣品PM-1在50mA/g的電流密度下，首次放電比容量（脫鋰）為769.8mAh/g，不同電流密度循環(huán)60次后，容量仍能保持582.1mAh/g。