聚合物-石墨烯-稀土導電功能材料的制備及性能研究.pdf

1、導電聚合物-無機納米復合材料具有原料易得、成本低、導電性優(yōu)良和制備工藝簡單等優(yōu)點,在電學、力學、力學和磁學等領域引起高度重視。導電聚合物是指通過摻雜等手段,使得電導率在半導體和導體范圍內的聚合物。所謂本征導電聚合物是指這些聚合物單體在沒有經過摻雜處理的情況下電導率很低,屬于絕緣體,而經過摻雜等手段后電導率顯著提高的一類導電聚合物,這一類聚合物主鏈上含有交替的單鍵和雙鍵,形成了大的共軛π體系,而π電子的流動可以產生導電的可能性。石墨烯自2

2、004年發(fā)現以來,因其獨特電學、力學、光學、磁學、儲能等受到極大關注。因此,本課題主要以優(yōu)化聚合物/石墨烯復合材料為支點,合成聚吡咯/石墨烯/稀土導電材料,通過實驗方法的改進和優(yōu)化進一步篩選、快速、環(huán)保合成多相復合導電材料,挖掘這一類材料的應用潛力。
　　本實驗共分為三個部分:
　　1.聚吡咯具有良好的空氣穩(wěn)定性,石墨烯具有高導電等優(yōu)異性能,如果可以將二者相復合,制備出納米復合材料,并摻雜稀土以提高其導電性,則可以得到兼具導

3、電和穩(wěn)定性能良好的新型復合材料。本文首次合成并報道了這一新型復合材料。本實驗中,以膨脹石墨為原料,經過超聲剝離制備得到納米石墨薄片,然后以對甲苯磺酸為表面活性劑,聚乙二醇-400為分散劑,通過原位聚合法制備了聚吡咯/納米石墨薄片/稀土導電復合材料。利用紅外光譜、掃描電鏡、透射電鏡、熱重分析及四探針儀對復合材料的組成、結構及性能進行了表征。結果顯示聚吡咯成功的包覆在納米石墨薄片的表面,聚吡咯的電導率及熱穩(wěn)定性得到明顯改善。
　　2.

4、以石墨粉為原料,通過Hummer法制備石墨烯,然后以對甲苯磺酸為表面活性劑,聚乙二醇-400為分散劑,通過原位聚合法制備聚吡咯/石墨烯/稀土導電復合材料。利用SEM和TEM對材料的組成和表面形貌進行了表征,結果顯示聚吡咯成功的包覆在石墨烯的表面,通過熱重分析及四探針儀對復合材料熱穩(wěn)定性和導電性能進行了表征,結果顯示聚吡咯的電導率及熱穩(wěn)定性得到明顯改善,并通過電化學工作站三電極體系,對該復合材料的電化學性能進行了表征。
　　3.以石