離子液體中導(dǎo)電聚合物-碳納米管復(fù)合材料的制備及表征.pdf

1、導(dǎo)電聚合物質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、可加工性好，經(jīng)過(guò)化學(xué)摻雜或者電化學(xué)摻雜后電導(dǎo)率從絕緣體狀態(tài)擴(kuò)展到半導(dǎo)體或者導(dǎo)體狀態(tài)。碳納米管(CNTs)具有密度低、導(dǎo)電性、韌性和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)，這使其成為導(dǎo)電聚合物的理想填充材料。本文分別以常規(guī)離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([bmim]BF4)和磁性離子液體(MIL)1-丁基-3-甲基咪唑四氯化鐵鹽([bmim]FeCl4)作為多壁碳納米管(MWCNTs)的分散劑和導(dǎo)電聚合物單體的聚合介質(zhì)，成功

2、制備了各種導(dǎo)電聚合物/多壁碳納米管(CP/MWCNTs)的復(fù)合材料，具體內(nèi)容如下：
　　(1)將[bmim]BF4與MWCNTs進(jìn)行球磨，制備成[bmim]BF4/MWCNTs凝膠，離子液體非共價(jià)功能化使MWCNTs在凝膠中實(shí)現(xiàn)了很好的分散。然后將吡咯(pyrrole)單體分散在凝膠中，再加入引發(fā)劑過(guò)硫酸銨(APS)繼續(xù)球磨，制備了核殼結(jié)構(gòu)的聚吡咯/多壁碳納米管(PPy/MWCNTs)納米復(fù)合材料。復(fù)合材料在0.20A?g-1的電

3、流密度下比容量達(dá)到240F?g?1，在充放電800圈后比電容僅損失了12.8％。
　　(2)以[bmim]FeCl4對(duì)MWCNTs進(jìn)行離子液體非共價(jià)功能化，使MWCNTs在凝膠中實(shí)現(xiàn)了很好的分散。加入3-甲基噻吩單體(3-methylthiophene)球磨，使其在陰離子FeCl4-的引發(fā)下發(fā)生原位聚合，制備了特殊形貌的納米線(xiàn)狀聚3-甲基噻吩/多壁碳納米管(P3-Meth/MWCNTs)納米復(fù)合材料。還研究了在[bmim]BF4中

4、，以FeCl3為引發(fā)劑，球磨法制備了P3-Meth/MWCNTs納米復(fù)合材料。兩種離子液體中制備的P3-Meth/MWCNTs納米復(fù)合材料的形貌有區(qū)別。
　　(3)P3-Meth韌性好、穩(wěn)定性強(qiáng)、PPy理論電容大，兩者可以互補(bǔ)。在[bmim]BF4中，在APS的氧化下，PPy復(fù)合至P3-Meth/MWCNTs表面，成功制備了聚吡咯/聚3-甲基噻吩/多壁碳納米管(PPy/P3-Meth/MWCNTs)納米復(fù)合材料。復(fù)合材料的比電容在