碳纳米管聚苯胺复合材料的制备及应用研究进展.pdf

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1、第24卷第2期化学研究中国科技核心期刊2013年3月CHEMICALRESEARCHhxyj@henu．edu．cn碳纳米管／聚苯胺复合材料的制备及应用研究进展冉青彦，乔聪震，石家华(河南大学精细化工研究所，河南开封475004)摘要：碳纳米管／聚苯胺复合材料因其独特的电磁学、热力学和机械性能，在很多领域具有潜在应用价值．本文作者对近年来该复合材料的制备方法、性能及应用方面的研究进展进行了综述．关键词：碳纳米管；聚苯胺；复合材料；性能；应用中图分类号：O643．38文献标志码：A文章编号：1。08—1011(2013)02-0199一O8Advanceonprepar

2、ationandapplicationofcarbonnan0tube／p0lyanilinecompositesRANQing—yan，QIAOCong—zhen，SHIJia～hua(InstituteofFineChemicalandEngineering，HenanUniversity，Kaifeng475004，Henan，China)Abstract：Carbonnanotube／po1yaninnecompositeshavepotentialapplicationsinmanyfieldsduetotheiruniqueelectromagnetic，

3、thermodynamicandmechanicalproperties．Inthispaper，somerecentresearchdevelopmentsonthesyntheticmethods，propertiesandapplicationsofthecarbonnanotube／po1yanilinecompositesarereviewed．Keywords：carbonnanotube；polyaniline；composites；properties；applications自1991年日本学者口]发现碳纳米管(CNTs)以来，碳纳米管以其独特的结构

4、特征和物化性能，在学术界及工业界引起了研究人员的广泛关注．按照石墨片的层数不同，碳纳米管主要分为3类：单壁碳纳米管(SWNTs)、双壁碳纳米管(DWNTs)和多壁碳纳米管(MwNTs)．碳纳米管具有较高的有效比表面积，良好的导电、导热和光学性能，优良的磁学和力学性能．基于这些性能，碳纳米管在很多领域具有应用前景l2j．碳纳米管和导电聚合物的复合，可以综合利用这两种材料在电学、光学及力学等方面的性能，充分发挥各自的优点，有望获得性能更加优异的纳米复合材料．目前，聚吡咯，聚苯胺，聚磺化苯胺和聚噻吩等导电聚合物与碳纳米管的复合材料研究已经取得了一定进展l_3]．其中，聚苯胺

5、(PANI)因其高导电性、良好的空气稳定性、存在多个氧化态、快速与可逆的氧化还原反应、能储存高密度电荷等_7]，具有很大的应用前景，引起了人们的极大兴趣，使之成为研究碳纳米管和导电聚合物复合材料的热点．在CNTs中引入PANI，由于两种材料之间的电荷转移作用，CNTs／PANI复合材料具有优良的电学性能]，CNTs／PANI复合材料的热稳定性、力学强度]、电储存性能以及光学活性ll。。等使复合材料有很大的应用空间，例如，应用于电子设备]，光电器件[1，传感器口卜]，超级电容器l1，液体中污染物吸附分离]，医学材料，燃料电池]，微波吸收和电磁干扰屏蔽。等．CNTs／PA

6、NI复合材料的制备方法多种多样，主要有化学方法和电化学方法．本文综述了聚苯胺包裹的碳纳米管二元复合材料常用的化学制备方法，并对该复合材料的性能与主要应用进行了介绍．收稿日期：2012—09—09．基金项目：国家自然科学基金项目(21073054)；河南省自然科学基金资助项目(102300410180)．作者简介：冉青彦(1987一)，女，硕士生，主要研究方向：碳纳米管与聚苯胺纳米复合材料．通讯联系人第2期冉青彦等：碳纳米管／聚苯胺复合材料的制备及应用研究进展201原子与羧酸基团之间的氢键作用结合在一起．VALID等。。在pH一2的HC1溶剂中混合十二烷基硫酸钠(SDS

7、)、SWNTs和苯胺单体，经离心、清洗之后，在酸性条件下，用APS为氧化剂，制备了swNTs／sDs／PANI复合材料．在此过程中，SDS不仅作为表面活性剂，还作为苯胺组装和聚合的模版．GHATAK等用1mol／L的HC1为溶剂，APS为氧化剂，采用CTAB为阳离子表面活性剂制备了CNTs(SWNTs、DWNTs、MWNTs)／PANI复合材料．经过检测，由于量子干涉效应，SWNTs／PANI具有正导磁性能，DwNTs／PANI、MWNTs／PANI具有负导磁性能．PARK等口纠采用浓度比为1：3的浓HNO。和浓HSO溶液、0．1mol／I的过硫酸钾