聚噻吩碳纳米管导电复合材料制备与性能研究

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1、华东师范人学2008届硕十论文论文摘要导电高分子及其复合材料由于巨大的潜在应用价值正受到研究者们广泛的关注。聚噻吩是一种重要的结构型导电高分子材料，在掺杂念或非掺杂念都具有很高的环境稳定性，并且由于结构的多功能性，使得其在电导体、电极材料、有机半导体等应用领域都有很好的发展。本文对聚噻吩及聚噻吩／碳纳米管复合材料的制备和性能进行了深入的研究，主要包括以下几个方面：1．聚噻吩的制备条件与性能的关系实验采用化学氧化聚合法，通过改变聚噻吩的合成条件：温度、浓度和反应时间，得到了一系列样品，对样品的结构和性能研究表明：不同的制备条件会影响噻吩环

2、的连接方式，直接影响聚噻吩结构的分布。聚噻吩的结构差异和导电性能直接相关，实验证明以a．a连接方式为主的聚噻吩具有更高的电导率。2．聚噻吩／碳纳米管复合材料的制备与性能研究通过共混多壁碳纳米管(MwNTs)和聚噻吩(PTll)，制备了聚噻吩／碳纳米管复合材料，复合材料表现出良好的导电性能(电导率达16．1S／m)。对复合材料的分析表征结果表明：MWNTs和PTh之间存在强的相互作用，MWNTs上的离域电子与聚噻吩主链上的7【电子之间形成7【．兀共轭，电子从MWNTs转移到聚噻吩，增加了主链的有效共轭长度，提高了复合材料的导电性能。3．聚

3、噻吩／碳纳米管复合材料的导电机理和模型从结构和相互作用方面对聚噻吩／碳纳米管复合材料进行了研究，结果表明：一方面聚噻吩本身的结构对其导电性能有～定的影响，另一方面MWNTs作为一种掺杂剂，和聚噻吩之间存在强的相互作用。电子从MWNTs转移到聚噻吩。MWNTs和它周围被掺杂的聚噻吩通过兀-冗共轭作用结合在一起，形成相对独立的导电单元，在复合材料的导电体系中起到主要作用，随着这种导电单元数量的增加直至相互接触，形成大的导电体系，复合材料的电导率达到最大值。关键词：聚噻吩；碳纳米管；掺杂；复合材料；口．仅连接；导电性能；电荷转移；兀．兀共轭；

4、导电机理；导电模型华东师范人学2008届硕J：论文ABSTRACTConductingpolymers(CPs)andtheircompositesattractmuchresearchattentionbecauseoftheirgreatpotentialvalueinapplication．Polythiopheneisoneofthemostimportantinherentlyconductivepolymermaterials．Thehighenvironmentstabilityofbothitsdopedandundop

5、edstatestogetherwithitsstructureversatilityhasledtomultipledevelopmentsaimingatapplicationssuchasconductors．electrodematerialsandorganicsemiconductors．Someresearchworksareconductedonpolythiopheneandpolythiophene／carbonnanotubecomposites．Themaincontentofthisthesisis硒fcIll

6、ows：1．EffectofthePreparationConditiononthePropertiesofPolythiophenePolythiophene(PTh)wassynthesizedbydirectoxidativepolymerizationofthiophenemonomersunderdifferentconditionssuchastemperature，concentration，andreactiontime．Thestructureandpropertiesofthepolymerswereinvestig

7、ated．Theresultshowsthattheconnectionofthethiopheneringsdependsonthereactiveconditions，whichCaninducetheconfigurationofpolythiophene．Moreover,configurationisdirectlyrelatedtoconductivity,anda—apolythiophenehasahigherconductivity．2．ResearchonPreparationandPropertiesofPTh／M

8、WNTsCompositesMulti—walledcarbonnanotubes(MWNTs)wereusedasfillertopreparepolythiophene(PTh)／MWNTscompos