吳 雪，沈俊海，陳海峰，李良超，李涓碧，丁 艷

(先進(jìn)催化材料教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江師范大學(xué)化學(xué)系，金華321004)

1 引 言

理想的多壁碳納米管(MWNTs)可看成是由石墨烯片層卷成的無(wú)縫、中空的管體，具有優(yōu)良的力學(xué)性能［1，2］，電性能［3］，熱性能［4，5］，儲(chǔ)氫性能［6，7］和場(chǎng)發(fā)射性能［8-10］等. 通過(guò)不同制備方法及表面修飾后獲得的具有特定性質(zhì)的多壁碳納米管，可滿足電子、航天、生物醫(yī)學(xué)及化工等領(lǐng)域的需要［11，12］. 同時(shí)，它還具有石墨烯優(yōu)良的本征特性，如耐熱性、耐腐蝕性、耐熱沖擊性、良好的傳熱和導(dǎo)電性、潤(rùn)滑性和生物相容性等. 因此，碳納米管具有極為廣闊的應(yīng)用前景［13，14］.

聚吡咯(PPy)是一種具有較好穩(wěn)定性、較高導(dǎo)電性和可逆氧化還原特性的導(dǎo)電聚合物［15，16］.聚吡咯除具有其它芳雜環(huán)導(dǎo)電聚合物所共有的特征外，還有易于制備、摻雜、形成均聚物和其單體低毒等優(yōu)點(diǎn)［17，18］. 李文光等通過(guò)化學(xué)氧化法分別制備了十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和十二烷基硫酸鈉(SDS)摻雜的聚吡咯導(dǎo)電納米材料，并探究了SDBS 和SDS 對(duì)聚吡咯微球的形貌和電導(dǎo)率的影響［19］. 但是，純聚吡咯的延展性差、電導(dǎo)率不高、力學(xué)性能差，因此將碳納米管或石墨烯與其復(fù)合來(lái)提高其導(dǎo)電性能和力學(xué)性能已為研究的熱點(diǎn). 李太平等通過(guò)原位聚合法制備出聚吡咯/石墨烯復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)其對(duì)電極對(duì)I-/電解質(zhì)氧化還原體系有較好的催化能力［20］. Yang 等以甲基橙作為軟模板，采用原位化學(xué)氧化聚合制備了具有優(yōu)良電化學(xué)性能的PPyNTs/MWCNTs 復(fù)合物，其電容量高達(dá)352 F/g［21］. Shi 等以(CTA)2S2O8為氧化劑，麗春紅(PS)為陰離子摻雜劑，制備出PPy 包覆的碳納米管，發(fā)現(xiàn)PS 可以減小PPy 粒子的尺寸并提高復(fù)合物的電化學(xué)性能［22］. 此外，更多研究表明［23-25］，碳納米管作為復(fù)合材料的增強(qiáng)劑，添加到聚合物中，可以賦予高聚物復(fù)合材料較好的強(qiáng)度和韌性以及優(yōu)異的光電功能特性. 然而，復(fù)合材料的功能特性受制備條件的影響較大，有關(guān)制備條件對(duì)PPy/MWCNTs 復(fù)合物導(dǎo)電性能和介電性能影響的報(bào)道則較少. 本論文在課題組前期工作的基礎(chǔ)上［26］利用質(zhì)子酸摻雜，以過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑，采用原位聚合法制備出聚吡咯/碳納米管復(fù)合物，研究了不同質(zhì)子酸摻雜及其濃度、碳納米管的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、引發(fā)劑與單體的物質(zhì)的量和反應(yīng)時(shí)間等對(duì)復(fù)合物的電性能的影響.

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 試劑

吡咯，過(guò)硫酸銨，無(wú)水乙醇，氫氧化鈉，濃磷酸，濃鹽酸，濃硫酸，十二烷基苯磺酸(DBSA)等都是分析純?cè)噭?gòu)于上海國(guó)藥集團(tuán).多壁碳納米管(MWNTs)購(gòu)于中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司(純度≥95 wt%，外直徑≥50 nm，長(zhǎng)度≈20 μm).

2.2 聚吡咯的制備

取0.67 g (0.01 mol)吡咯和50 mL 0.1 mol/L 的HCl 置于三頸燒瓶中，超聲10 min，攪拌混合均勻;將0.01 mol (NH4)2S2O8(APS)溶于15 mL 0.1 mol/L 的HCl 中，用恒壓滴液漏斗將其緩慢加入三頸燒瓶中，攪拌，0 ℃反應(yīng)12 h;抽濾，分別用去離子水和無(wú)水乙醇洗滌至濾液無(wú)色;60℃干燥至恒重，即得聚吡咯(PPy)粉末.

2.3 碳納米管的純化

取碳納米管(MWNTs)2 g 置于三頸燒瓶中，加入100 mL 濃硫酸和濃硝酸(體積比為3:1)混合液，超聲10 min，90 ℃恒溫?cái)嚢? h，抽濾，用去離子水洗滌至中性，60 ℃干燥至恒重，即得純化后的MWNTs.

2.4 聚吡咯/碳納米管復(fù)合物的制備

用原位聚合法制備聚吡咯/碳納米管(PPy/MWNTs)復(fù)合物. 以制備MWNTs 質(zhì)量分?jǐn)?shù)(ωMWNTs)為15 %的PPy/MWNTs 復(fù)合物為例. 取0.119 g 純化后的MWNTs 置于三頸燒瓶中，加入0.01 mol (0.671 g)吡咯和50 mL 0.1 mol/L HCl，超聲10 min，攪拌混合均勻;將 0.01 mol(NH4)2S2O8(APS)溶于15 mL 0.1 mol/L HCl，用恒壓滴液漏斗緩慢加入三頸燒瓶中，攪拌，0℃反應(yīng)12 h;抽濾，分別用去離子水和無(wú)水乙醇洗滌至濾液無(wú)色;60 ℃干燥至恒重，即得ωMWNTs= 15 %的PPy/MWNTs 復(fù)合物.

為了研究反應(yīng)條件對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電性能的影響，改變制備條件，如質(zhì)子酸及濃度、碳納米管的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、nAPS/nPy值和反應(yīng)時(shí)間，按上述方法分別制備了一系列PPy/MWNTs 復(fù)合物.

2.5 樣品表征

用TGA/SDTA851 熱分析儀，空氣氣氛中以10℃/min 的速率升溫測(cè)定樣品在20 ～800 ℃范圍的TG-DSC 曲線;用Philps -Pw3040/60 型X 射線衍射儀，CuKα 輻射(λ = 0.15405 nm)，掃描速率為4°/min，分析樣品的物相和結(jié)構(gòu);用Crcolet Nexus670 型傅立葉紅外光譜儀，KBr 壓片法測(cè)定樣品的FT -IR 圖譜;用Hitachi S -4800 電子掃描顯微鏡(SEM)觀察樣品的形貌;用四探針測(cè)試儀檢測(cè)樣品的室溫電導(dǎo)率;用HP4991A 阻抗/材料分析儀測(cè)試樣品在1 ～3 GHz 的頻率范圍內(nèi)的復(fù)介電常數(shù)和介電損耗.

3 結(jié)果與討論

3.1 X-射線衍射分析

圖1 為MWNTs (a)、ωMWNTs為15 % 的PPy/MWNTs 復(fù)合物(b)和PPy (c)的XRD 圖譜. 由圖1 獲知，2θ 為26.25°、43.10° 是碳納米管的特征峰，分別與(002)和(100)晶面相對(duì)應(yīng)，與文獻(xiàn)［27，28］相一致;PPy 在2θ 為24° 附近有寬的彌散衍射峰［29］，說(shuō)明PPy 為無(wú)定形的非晶態(tài)結(jié)構(gòu);而PPy/MWNTs 復(fù)合物的譜圖中出現(xiàn)了PPy 的彌散衍射峰和MWNTs 的特征峰，由此能證實(shí)該復(fù)合物是由MWNTs 和PPy 復(fù)合而成.

圖1 MWNTs (a)、PPy/MWNTs 復(fù)合物(b)和PPy (c)的XRD 圖譜Fig. 1 XRD patterns of MWNTs (a)，PPy/MWNTs composites (b)and PPy (c)

3.2 熱重分析

圖2 是MWNTs (a)、PPy (b)和ωMWNTs為15% 的PPy/MWNTs 復(fù)合物(c)的熱失重行為曲線. 由圖可知，MWNTs (a)在550 ℃附近開(kāi)始氧化降解，至650 ℃左右氧化完全，約有5 %的殘留物可能是無(wú)定形碳和雜質(zhì);PPy (b)在20 ～240 ℃區(qū)間的失重，對(duì)應(yīng)于小分子物質(zhì)(單體和吸附水)的揮發(fā)和低聚物的降解，在240 ～600 ℃區(qū)間對(duì)應(yīng)于PPy 的降解，此外約有2 % 左右的殘留物可能是未完全氧化的無(wú)定形碳;PPy/MWNTs 復(fù)合物(c)的熱失重行為曲線與PPy 的相似，在225～620 ℃區(qū)間主要是PPy 的氧化降解，在625 ～655 ℃區(qū)間對(duì)應(yīng)MWNTs 的氧化，約3.5 % 的殘留物可能是少量的無(wú)定形碳和雜質(zhì). 因此，熱失重行為曲線也證實(shí)了PPy/MWNTs 復(fù)合物是MWNTs 和PPy 的復(fù)合體.

3.3 紅外光譜分析

圖3 為PPy (a)、ωMWNTs為15 % 的PPy/MWNTs 復(fù)合物(b)和MWNTs (c)的紅外光譜圖. 由圖3 獲悉，PPy 紅外光譜與報(bào)道［30-35］的相一致，3425 cm-1對(duì)應(yīng)于N -H 伸縮振動(dòng)，2750 ～3100 cm-1吸收峰對(duì)應(yīng)于芳香環(huán)上C -H 的伸縮振動(dòng)，1556 cm-1對(duì)應(yīng)于吡咯環(huán)的C =C/C -C 的伸縮振動(dòng)，1465 cm-1對(duì)應(yīng)于吡咯環(huán)上C -N 伸縮振動(dòng)，1313、1185、1098 和1046 cm-1對(duì)應(yīng)于C -H面內(nèi)變形振動(dòng)模式，918 和617 cm-1對(duì)應(yīng)于C-H面外彎曲振動(dòng);圖3 (c)中3440、1637 和1182 cm-1處的峰分別對(duì)應(yīng)于MWNTs 中OH、C =O 和C-C-O 的伸縮振動(dòng)［36］. PPy/MWNTs 復(fù)合物的譜圖(b)中包含了PPy 和MWNTs 的特征吸收峰，且峰的強(qiáng)度有不同程度的減弱，這從另一個(gè)角度證實(shí)了在PPy/MWNTs 復(fù)合物中MWNTs 和PPy 之間存在一定的相互作用.

圖2 MWNTs (a)、PPy (b)和PPy/MWNTs 復(fù)合物(c)的熱失重曲線Fig. 2 TGA curves of MWNTs (a)，PPy (b)and PPy/MWNTs composites (c)

圖3 PPy (a)、PPy/MWNTs 復(fù)合物(b)和MWNTs (c)的紅外光譜Fig. 3 FT-IR spectra of PPy (a)，PPy/MWNTs composite(b)and MWNTs (c)

3.4 形貌分析

圖4 為MWNTs (a)，PPy (b)，ωMWNTs為45%的PPy/MWNTs 復(fù)合物(c，d)的SEM. 由圖可知，MWNTs 呈管狀結(jié)構(gòu)，外徑約為30 ～40 nm;PPy 為球形粒子，尺寸介于100 ～200 nm 之間，且有一定程度的團(tuán)聚;PPy/MWNTs 復(fù)合物中，PPy 沿著MWNTs 表面均勻生長(zhǎng)且無(wú)明顯的團(tuán)聚，同時(shí)保持了MWNTs 的管狀且外徑略微變粗.

圖4 MWNTs (a)、PPy (b)和ωMWNTs為45 %的PPy/MWNTs (c，d)復(fù)合物的SEMFig. 4 SEM images of MWNTs (a)，PPy (b)and PPy/MWNTs composites with ωMWNTs of 45 % (c，d)

3.5 電導(dǎo)率和介電損耗

3.5.1 質(zhì)子酸摻雜對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電性能的影響

圖5 為不同質(zhì)子酸摻雜PPy/MWNTs 復(fù)合物的電導(dǎo)率(nAPS/nPy=1:1，ωMWNTs為45 %，質(zhì)子酸濃度為0.1 mol/L，反應(yīng)時(shí)間為12 h，如無(wú)特殊說(shuō)明，下面的條件相同). 由圖可知不同質(zhì)子酸摻雜時(shí)，PPy/MWNTs 復(fù)合物的電導(dǎo)率相差較大，并按磷酸、硫酸、鹽酸和十二烷基苯磺酸的次序減弱. 磷酸摻雜PPy/MWNTs 復(fù)合物的電導(dǎo)率最大(σ =67.82 S/cm). 十二烷基苯磺酸摻雜的PPy/MWNTs 復(fù)合物的電導(dǎo)率低于無(wú)機(jī)質(zhì)子酸摻雜，可能原因是相同濃度的無(wú)機(jī)質(zhì)子酸比有機(jī)質(zhì)子酸含有更多的H+，H+質(zhì)子數(shù)目越多，聚吡咯鏈上的電荷也就越多，于是極化子成為主要載流子，載流子濃度的急劇增大，改變了Fermi 能級(jí)，從而使導(dǎo)帶與價(jià)帶間的能級(jí)差減小，載流子容易躍遷到空軌道，有效地提高了載流子的遷移率，使PPy/MWNTs 復(fù)合物的電導(dǎo)率有較大幅度的增加;另一方面，由于十二烷基苯磺酸的空間位阻效應(yīng)，在某種程度上阻礙了聚吡咯正常的鏈增長(zhǎng)反應(yīng)，使得PPy 的數(shù)均分子量下降，從而導(dǎo)致PPy 分子鏈的載流子遷移受阻，影響了PPy 的導(dǎo)電性. 圖6 為不同質(zhì)子酸摻雜PPy/MWNTs 復(fù)合物的介電損耗隨頻率的變化曲線. 由圖6 觀察到，PPy/MWNTs 復(fù)合物的介電損耗因摻雜酸而異，磷酸摻雜PPy/MWNTs 復(fù)合物的介電損耗在0.5 GHz 附近出現(xiàn)峰值，其最大值達(dá)6090;硫酸摻雜的復(fù)合物其次，在2.2 GHz 的峰值約4700;十二烷基苯磺酸摻雜的復(fù)合物最小. PPy/MWNTs 復(fù)合物的介電損耗隨質(zhì)子酸的變化次序與電導(dǎo)率相一致，介電損耗與聚合物鏈上偶極子的極化相關(guān)聯(lián)，而電導(dǎo)率與偶極子的極化成正比［37］，故介電損耗與電導(dǎo)率的變化相一致就不難理解了.

3.5.2 磷酸濃度對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電性能的影響

圖5 質(zhì)子酸摻雜對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電導(dǎo)率的影響Fig. 5 Conductivity of PPy/MWNTs composites vs the protic acids

圖6 不同質(zhì)子酸摻雜下PPy/MWNTs 復(fù)合物的介電損耗性能圖譜Fig. 6 Frequency dependence of Tan δε of PPy/MWNTs composites upon the protic acids

圖7 磷酸濃度對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電導(dǎo)率的影響Fig. 7 Conductivity of PPy/MWNTs composites vs the concentrations of H3PO4

圖7 為不同濃度磷酸(［H3PO4］)摻雜PPy/MWNTs 復(fù)合物的電導(dǎo)率. 由圖7 觀察到，隨著磷酸濃度的增大，復(fù)合物的電導(dǎo)率先增加再減小;當(dāng)［H3PO4］= 0.1 mol/L 時(shí)，復(fù)合物的電導(dǎo)率達(dá)到最大(67.82 S/cm). 其原因可能是:當(dāng)磷酸濃度小于0.1 mol/L 時(shí)，隨著磷酸濃度的增加，H+質(zhì)子數(shù)目增多，聚吡咯鏈上的電荷相應(yīng)增加，從而導(dǎo)致導(dǎo)帶與價(jià)帶間的能級(jí)差減小，有效地提高了載流子的遷移率，PPy/MWNTs 復(fù)合物的電導(dǎo)率在宏觀上表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)(同3.5.1);當(dāng)磷酸濃度進(jìn)一步增加(＞0.1 mol/L)時(shí)，過(guò)多的H+與PPy 環(huán)上N 原子結(jié)合，使PPy 共軛鏈上極化子的濃度增大，使得PPy 的共軛程度下降，導(dǎo)致載流子的遷移率下降，故復(fù)合物的電導(dǎo)率降低. 圖8為不同濃度磷酸摻雜對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物介電損耗性能的影響. 由圖獲悉，當(dāng)［H3PO4］= 0.1 mol/L 時(shí)，復(fù)合物在0.5 GHz 附近的介電損耗正切值達(dá)到最大(6090);而其它濃度時(shí)，復(fù)合物在1.5 ～3.0 GHz 頻段之間也均有不同程度的吸收，但其介電損耗正切值均較小(＜1500). 復(fù)合物介電損耗隨磷酸濃度的變化次序與電導(dǎo)率基本一致，其原因與3.5.1 相同.

圖8 磷酸濃度對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物的介電損耗性能的影響Fig. 8 Frequency dependence of Tan δε of PPy/MWNTs composites upon the concentrations of H3PO4

3.5.3 MWNTs 含量( ωMWNTs) 對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電性能的影響

MWNTs 含量對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電導(dǎo)率的影響如圖9 所示. 當(dāng)MWNTs 的含量從15 % 增加至45 % 時(shí)，復(fù)合物的電導(dǎo)率從22.01 S/cm 增加到67.82 S/cm. 復(fù)合物電導(dǎo)率的顯著提高可能有以下幾個(gè)原因:首先，由于MWNTs 的導(dǎo)電性優(yōu)于PPy，隨著復(fù)合物中MWNTs 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，導(dǎo)電性增加;其次，MWNTs 與PPy 間的相互作用，即兩者之間的協(xié)同作用使復(fù)合物形成更大的共軛體系，有利于提高PPy 共軛鏈上極化子的遷移率，使復(fù)合物的電導(dǎo)率進(jìn)一步增大，以致當(dāng)ωMWNTs= 45 % 時(shí)，復(fù)合物電導(dǎo)率達(dá)到最大;當(dāng)ωMWNTs進(jìn)一步增加至60 %，復(fù)合物的電導(dǎo)率反而減小. 其可能的原因是，當(dāng)MWNTs 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)一步增加，聚吡咯的含量相對(duì)減少，聚吡咯對(duì)MWNTs 的包覆不完全，這就大大減弱了兩者之間的相互作用，同時(shí)MWNTs 的團(tuán)聚現(xiàn)象也更加嚴(yán)重，阻礙了MWNTs 之間的電荷傳遞［38］，導(dǎo)致載流子的遷移率下降，從而導(dǎo)致其電導(dǎo)率降低.

圖9 ωMWNTs對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電導(dǎo)率的影響Fig. 9 Conductivity of PPy/MWNTs composites vs the ωMWNTs

圖10 ωMWNTs對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物的介電損耗性能的影響Fig. 10 Frequency dependence of Tan δε of PPy/MWNTs composites upon the ωMWNTs

3.5.4 nAPS/nPy對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電性能的影響

nAPS/nPy值對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電導(dǎo)率的影響如圖11 所示. 從圖11 觀察到，PPy/MWNTs 復(fù)合物的電導(dǎo)率隨nAPS/nPy值的增大呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)nAPS/nPy為1:1 時(shí)，電導(dǎo)率達(dá)到最大(67.82 S/cm). 其主要原因是:一方面，由于APS 在酸性介質(zhì)中易分解成自由基KSO4·，進(jìn)攻富電子的吡咯環(huán)，使其按自由基機(jī)理聚合，當(dāng)其適量時(shí)反應(yīng)活性中心少，容易形成數(shù)均分子量較高的聚合物;另一方面，APS 又具有強(qiáng)氧化性，根據(jù)Nernst 方程，APS 含量的不斷增加，體系的氧化電勢(shì)升高，過(guò)高的氧化電勢(shì)可能導(dǎo)致PPy/MWNTs 復(fù)合物過(guò)度氧化，使復(fù)合物分子鏈變短，載流子遷移通路破壞，導(dǎo)致電導(dǎo)率下降. 此外，過(guò)量的APS 也可能造成復(fù)合物鏈的過(guò)度氧化而降解，在產(chǎn)物中形成大量的低聚物，共軛體系的電子離域程度減弱，導(dǎo)致電導(dǎo)率下降. 從圖12所示，當(dāng)nAPS/nPy為1:1 時(shí)，復(fù)合物的介電損耗正切值在0.5 GHz 附近出現(xiàn)峰值，達(dá)6090;而其它nAPS/nPy值的復(fù)合物在2.0 ～3.0 GHz 之間均有不同程度的吸收，但其介電損耗正切值較小(＜1500). 復(fù)合物的介電損耗隨nAPS/nPy值變化的趨勢(shì)與電導(dǎo)率的變化相吻合.

圖11 nAPS/nPy值對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電導(dǎo)率的影響Fig. 11 Conductivity of PPy/MWNTs composites vs the ratios of nAPS/nPy

圖12 nAPS/nPy值對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物的介電損耗性能的影響Fig. 12 Frequency dependence of Tan δε of PPy/MWNTs composites upon the ratios of nAPS/nPy

3.5.5 反應(yīng)時(shí)間對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電性能的影響

圖13 是反應(yīng)時(shí)間對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電導(dǎo)率的影響. 由圖可知，復(fù)合物的電導(dǎo)率隨反應(yīng)時(shí)間的增加而增大，至12 h 達(dá)到最大(67.82 S/cm);隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)一步增加，復(fù)合物的電導(dǎo)率呈下降趨勢(shì). 其原因可能是:在一定時(shí)間內(nèi)(≤12 h)，隨著吡咯聚合反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，共軛鏈逐漸增長(zhǎng)，鏈的規(guī)整排列趨于完整，吡咯單體充分反應(yīng)，聚合和質(zhì)子摻雜趨于完全，產(chǎn)物共軛鏈的長(zhǎng)度達(dá)到最佳狀態(tài)，聚合物中缺陷結(jié)構(gòu)較少，大π 共軛體系的電子流動(dòng)性大，載流子遷移率高，故電導(dǎo)率逐漸增大，至12 h 達(dá)到最大值;隨著反應(yīng)時(shí)間的增加(≥12 h)，鏈轉(zhuǎn)移、吡咯環(huán)局部過(guò)氧化等副反應(yīng)隨之增加，鏈的有序性及共軛程度下降，導(dǎo)致產(chǎn)物的電導(dǎo)率下降.

圖14 為反應(yīng)時(shí)間對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物介電損耗性能的影響. 由圖可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，復(fù)合物峰值向高頻移動(dòng);反應(yīng)時(shí)間為12 h PPy/MWNTs 復(fù)合物在0.5 GHz 附近達(dá)到最大值(6090);而反應(yīng)時(shí)間為6 h、18 h 和24 h 時(shí)，復(fù)合物的Tanδε均較小(＜1000).

圖13 反應(yīng)時(shí)間對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物電導(dǎo)率的影響Fig. 13 Conductivity of PPy/MWNTs composites vs the reaction time

圖14 反應(yīng)時(shí)間對(duì)PPy/MWNTs 復(fù)合物介電損耗性能的影響Fig. 14 Frequency dependence of Tanδε of PPy/MWNTs composites with the different reaction time

4 結(jié) 論

用化學(xué)氧化原位聚合法制備了一系列PPy/MWNTs 復(fù)合物. 由XRD 圖譜、TGA 曲線和紅外光譜和SEM 圖等表征可知，PPy 均勻地包覆在MWNTs 的表面，無(wú)明顯的團(tuán)聚;制備條件對(duì)PPy/MWNTs 的電導(dǎo)率和介電損耗性能影響較大;在0.1 mol/L 磷酸、ωMWNTs= 45 %、nAPS/nPy為1:1、反應(yīng)時(shí)間12 h 條件下所制備的PPy/MWNTs 復(fù)合物的導(dǎo)電性和介電損耗性能最佳.

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