【摘 要】
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本文分别采用浓硫酸处理、浓硝酸/浓硫酸混酸氧化和重氮化技术等三种方法对碳纳米管进行表面修饰。结果显示,重氮化技术可以在碳纳米管上-SO3H基团,显著改善了碳纳米管的水分
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本文分别采用浓硫酸处理、浓硝酸/浓硫酸混酸氧化和重氮化技术等三种方法对碳纳米管进行表面修饰。结果显示,重氮化技术可以在碳纳米管上-SO3H基团,显著改善了碳纳米管的水分散性,同时也保持了碳纳米管优良的导电特性。
以表面修饰碳纳米管为载体,通过选用大尺寸酸根离子作掺杂酸,运用化学氧化聚合方法来制备碳纳米管修饰纳米聚苯胺导电复合材料,系统研究了不同修饰方式、碳纳米管用量、碳纳米管直径、氧化剂/苯胺单体配比等因素对复合材料的化学组成、形貌结构和电化学性能的影响规律。研究表明,磺化碳纳米管与聚苯胺之间的π-π相互作用以及磺酸基对聚苯胺的掺杂作用,使得部分聚苯胺牢固地沉积碳纳米管表面,形成电荷转移复合物,从而提高了复合材料的比电容和循环稳定性。同时发现,以高氯酸为掺杂酸,当氧化剂/苯胺摩尔比为1:2,磺化碳纳米管/苯胺质量比为1:8时,复合材料呈现碳纳米管包覆聚苯胺和聚苯胺的共存结构,其比电容高达540.1F/g,1000次循环测试后仅损失初始容量的5.4％。
采用过硫酸铵对制得的碳纳米管修饰纳米聚苯胺复合材料进行化学氧化后处理,研究发现,氧化后处理提高了复合材料的规整度,减少了聚苯胺齐聚物的含量,因而复合材料的比电容明显增加了,并保持了良好的充放电循环性能,从而为提高聚苯胺/碳纳米管复合材料的超级电容特性提供了一种新途径。
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