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本文采用二异氰酸酯对氧化石墨化学修饰,制备出含有NCO基团的氧化石墨烯(nco-GO),并考察了三种不同类型二异氰酸酯对氧化石墨烯结构和性能的影响。通过化学氧化聚合法制备出一种含端NH2基团的导电聚有机二硫共聚物(P(DTAn-co-An)),运用化学接枝法将其与nco-GO复合制备出导电有机二硫共聚物氧化石墨烯(P(DTAn-co.An)/nco-GO)复合材料,系统研究了P(DTAn-co-An)的用量及改性氧化石墨烯的类型对复合材料形态结构和电化学性能的影响,并对复合材料的反应机理进行探讨。
结果显示,P(DTAn-co-An)共聚物利用其端NH2与nco-GO表面NCO基团之间的反应,以共价键形式接枝到mco-GO表面,其电化学循环稳定性得到明显改善。P(DTAn-co-An)共聚物引入后,复合材料显示为无定形结构。随着P(DTAn-co-An)投料比的增加,复合材料结构规整度下降,而电化学活性逐渐提高。同时发现,IPDI修饰氧化石墨烯制得的复合材料具有更好的热稳定性,而且电化学循环伏安稳定性要优于其他两种异氰酸酯修饰制备的复合材料。
采用酰氯化技术,将磺酸基团(-SO3H)引入氧化石墨烯表面,经还原后制备出高导电率的水溶性磺化石墨烯(SGP)。在此基础上,以磺化石墨烯为载体,通过原位聚合方法合成出磺化石墨烯负载聚苯胺基有机二硫化物(PDTAn/SGP)导电复合材料。
研究发现,-SO3H基团的引入,赋予了磺化石墨烯良好的水分散性。复合材料中PDTAn以直径约为10-20nm大小的纳米纤维结构附着在SGP表面,表现为无定形结构特征。随着SGP投料比的增加,PDTAn/SGP复合材料的电导率显著提高。同时发现,SGP的引入,复合材料的电化学活性和电化学循环稳定性也得到明显改善。