聚苯胺-碳納米管內(nèi)修飾復(fù)合材料的制備及氣體傳感器的應(yīng)用.pdf

1、碳納米管內(nèi)部修飾在近些年受到極大的關(guān)注和研究熱情,通過(guò)在碳納米管中填充各種材料,前人發(fā)現(xiàn)了各種新的納米形貌,物質(zhì)的化學(xué)和物理性質(zhì)在納米尺度限制下發(fā)生了改變,如穩(wěn)定性增加,催化性能提升等。從而讓碳納米管內(nèi)部修飾的復(fù)合物有各種潛在的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用。
　　在本文中,我們使用了一種利用多壁碳納米管的多孔薄膜提供離子擴(kuò)散通道,通過(guò)反應(yīng)物離子的對(duì)擴(kuò)散的方法合成出內(nèi)部修飾有聚苯胺的碳納米管整列復(fù)合物。在此反應(yīng)中,碳納米管內(nèi)徑在15納米左右,管外部的

2、陣列縫隙被環(huán)氧樹脂完全填充,所以碳納米管內(nèi)部孔道為苯胺單體和引發(fā)劑反應(yīng)的唯一通道,從而可以使反應(yīng)出的聚苯胺高效可控的修飾在碳納米管內(nèi)部。文中的能量過(guò)濾像(EFTEM)和拉曼光譜進(jìn)一步證明聚苯胺成功修飾在碳納米管內(nèi)部。經(jīng)過(guò)測(cè)試,這種聚苯胺內(nèi)修飾的碳納米管對(duì)氨氣和氯化氫在大范圍氣體濃度下都具有很好的電阻響應(yīng)性,對(duì)乙烯氣體在10-80ppm范圍內(nèi)有非常靈敏的電阻響應(yīng)性?？偠灾?這種新的內(nèi)修飾碳納米管的方法和以往傳統(tǒng)的內(nèi)修飾方法相比具有更高效

3、更可控的特點(diǎn)。
　　本論文具體研究如下:
　　(1)在碳納米管內(nèi)部修飾聚苯胺的研究
　　本研究首次采用對(duì)擴(kuò)散的方式直接在碳納米管內(nèi)部合成聚苯胺。合成用的碳納米管薄膜使用切片的方法制得。反應(yīng)中在一側(cè)使用苯胺和D-樟腦磺酸的水溶液,另一側(cè)為去離子水,兩小時(shí)后在去離子水一側(cè)加入過(guò)硫酸銨并放置24小時(shí)以上充分完成反應(yīng)。反應(yīng)完成后,在碳納米管內(nèi)部的聚苯胺直徑主要分布在10-13nm,修飾率超過(guò)80％。
　　(2)碳納米管內(nèi)