聚(丙烯酸鉀-乙烯吡咯烷酮-苯胺-碳)復(fù)合導(dǎo)電水凝膠的制備及其性能研究.pdf

1、環(huán)境敏感性水凝膠是一類自身能感知外界環(huán)境(如溫度、pH值、電、磁等)的微小變化或刺激，并能產(chǎn)生相應(yīng)的物理和化學(xué)性質(zhì)變化甚至突變的高分子凝膠。在環(huán)境敏感性水凝膠中，最受關(guān)注的是pH敏感性水凝膠、溫度敏感性水凝膠、溫度和pH值雙重敏感性水凝膠和電響應(yīng)性水凝膠。本文以具有溫度和pH值雙重敏感性水凝膠為基體制備一類新型的聚苯胺復(fù)合導(dǎo)電水凝膠。所制得的復(fù)合導(dǎo)電水凝膠在電化學(xué)電容器、太陽能電池以及燃料電池等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。主要研究結(jié)果如下：

2、
　　 ⑴采用水溶液聚合法，在反應(yīng)溫度為70℃，丙烯酸單體的含量為50wt.％，乙烯吡咯烷酮的含量為1.0wt.％，石墨的含量為0.5wt.％，活性炭的含量為3.5wt.％，交聯(lián)劑的用量為0.04wt.％，引發(fā)劑的用量為0.3wt.％，中和度為60％時(shí)，制備出的聚(丙烯酸鉀/乙烯吡咯烷酮/石墨/活性炭)水凝膠，在溫度為10℃，在1M的鹽酸水溶液中的吸水倍率最高達(dá)到85g/g，此導(dǎo)電水凝膠的電導(dǎo)率高達(dá)13.86mS/cm-1。

3、r>　　 ⑵采用水溶液聚合法，在反應(yīng)溫度為65℃，丙烯酸單體的含量為45wt.％，乙烯吡咯烷酮的含量為0.9wt.％，石墨的含量為1wt.％，納米碳纖維的含量為6wt.％，交聯(lián)劑用量為0.06wt.％，引發(fā)劑為0.4wt.％，中和度為55％時(shí)，制備出的聚(丙烯酸鉀/乙烯吡咯烷酮/石墨/納米碳纖維)水凝膠，在溫度為15℃，在1.5M的鹽酸水溶液中的吸水倍率最高達(dá)到110g/g，此導(dǎo)電水凝膠的電導(dǎo)率高達(dá)16.52mS/cm-1。
　

4、　 ⑶以聚(丙烯酸鉀/乙烯吡咯烷酮/石墨/活性炭)水凝膠和聚(丙烯酸鉀/乙烯吡咯烷酮/石墨/納米碳纖維)水凝膠為基體，分別在含有苯胺單體的1M和1.5M的鹽酸液中，使其充分溶脹，在一定濃度的氧化劑的作用下，鹽酸摻雜的苯胺單體在凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)內(nèi)原位聚合生成電導(dǎo)率分別為80.94mS/cm-1和98.21mS/cm-1的新型聚苯胺高導(dǎo)電復(fù)合水凝膠。
　　 ⑷通過FTIR、XRD等測試，對聚(丙烯酸鉀/乙烯吡咯烷酮/石墨/活性炭)水