聚苯胺-碳納米管內(nèi)修飾復(fù)合材料的制備及氣體傳感器的應(yīng)用.pdf

1、碳納米管內(nèi)部修飾在近些年受到極大的關(guān)注和研究熱情,通過在碳納米管中填充各種材料,前人發(fā)現(xiàn)了各種新的納米形貌,物質(zhì)的化學(xué)和物理性質(zhì)在納米尺度限制下發(fā)生了改變,如穩(wěn)定性增加,催化性能提升等。從而讓碳納米管內(nèi)部修飾的復(fù)合物有各種潛在的優(yōu)勢和應(yīng)用。
　　在本文中,我們使用了一種利用多壁碳納米管的多孔薄膜提供離子擴散通道,通過反應(yīng)物離子的對擴散的方法合成出內(nèi)部修飾有聚苯胺的碳納米管整列復(fù)合物。在此反應(yīng)中,碳納米管內(nèi)徑在15納米左右,管外部的

2、陣列縫隙被環(huán)氧樹脂完全填充,所以碳納米管內(nèi)部孔道為苯胺單體和引發(fā)劑反應(yīng)的唯一通道,從而可以使反應(yīng)出的聚苯胺高效可控的修飾在碳納米管內(nèi)部。文中的能量過濾像(EFTEM)和拉曼光譜進一步證明聚苯胺成功修飾在碳納米管內(nèi)部。經(jīng)過測試,這種聚苯胺內(nèi)修飾的碳納米管對氨氣和氯化氫在大范圍氣體濃度下都具有很好的電阻響應(yīng)性,對乙烯氣體在10-80ppm范圍內(nèi)有非常靈敏的電阻響應(yīng)性?？偠灾?這種新的內(nèi)修飾碳納米管的方法和以往傳統(tǒng)的內(nèi)修飾方法相比具有更高效

3、更可控的特點。
　　本論文具體研究如下:
　　(1)在碳納米管內(nèi)部修飾聚苯胺的研究
　　本研究首次采用對擴散的方式直接在碳納米管內(nèi)部合成聚苯胺。合成用的碳納米管薄膜使用切片的方法制得。反應(yīng)中在一側(cè)使用苯胺和D-樟腦磺酸的水溶液,另一側(cè)為去離子水,兩小時后在去離子水一側(cè)加入過硫酸銨并放置24小時以上充分完成反應(yīng)。反應(yīng)完成后,在碳納米管內(nèi)部的聚苯胺直徑主要分布在10-13nm,修飾率超過80％。
　　(2)碳納米管內(nèi)