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聚吡咯(聚苯胺)/蒙脱土导电复合材料的制备与性能研究

赵金玲  
【摘要】: 聚吡略、聚苯胺等一系列具有共轭结构的新型聚合物具有良好的电荷传输性能,经过适当的掺杂后可获得卓越的导电性。但其特殊的链结构导致了加工性能差,影响了其应用前景,难于实现工业化。 本文以聚吡咯和聚苯胺为研究对象,采用有机/无机复合体系,在导电聚吡咯和聚苯胺中引入无机层状硅酸盐一蒙脱土,以化学氧化聚合的方法制备了聚吡咯(聚苯胺)/蒙脱土导电复合材料。本文从简化聚合工艺,提高电导率,降低能耗和生产成本的角度考虑,对于聚吡咯/蒙脱土体系采用了以水为介质的反应体系:而对于聚苯胺/蒙脱土体系采用酸性介质的反应体系。同时利用红外光谱、热失重、X-射线衍射、透射电镜、四探针等测试手段对复合材料的组成、结构形态及电性能进行了表征。 本文优化了聚吡咯(聚苯胺)/蒙脱土导电复合材料的制备条件,分析了制备条件对复合材料电导率的影响。对于聚吡咯/蒙脱土复合体系,其主要优化因素有:反应温度、反应时间、氧化剂的用量、掺杂剂的种类和用量、成型压力和蒙脱土的用量等。对于聚苯胺/蒙脱土复合体系,其主要优化因素有:反应时间、盐酸浓度、蒙脱土的用量、氧化剂的用量等。并且初步探讨了聚吡咯(聚苯胺)/蒙脱土导电复合材料的形成机理。 此外,本文还对聚吡咯/蒙脱土复合材料的导电稳定性进行了研究。发现本文制备的导电复合材料不仅具有较高的电导率,而且具有较好的导电稳定性。 最后,本文以聚苯胺及其复合材料为正极活性材料,组装了聚苯胺—锌二次电池,并初步探讨了该电池的充放电特性。


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