功能化碳納米管復(fù)合材料的構(gòu)筑及在電催化中的應(yīng)用.pdf

1、本論文圍繞碳納米管復(fù)合材料及相關(guān)性質(zhì)，綜述了碳納米管的功能化方法、復(fù)合材料的制備、性質(zhì)和應(yīng)用研究的最新進(jìn)展。我們設(shè)計并構(gòu)筑了一系列碳納米管基復(fù)合材料和復(fù)合結(jié)構(gòu)并對其電學(xué)、電化學(xué)等性質(zhì)進(jìn)行了研究。文章主要內(nèi)容如下： (1)我們利用重氮反應(yīng)成功地在多壁碳納米管的側(cè)壁引入了高密度的苯甲酸基團(tuán)，并且在溶有對氨基苯甲酸修飾的多壁碳納米管(MWNTs)的苯胺溶液中，通過電化學(xué)共聚合法成功制備了多壁碳納米管(MWNTs)/聚苯胺(PANI)復(fù)

2、合膜。我們研究了MWNTs在苯胺單體中的分散性發(fā)現(xiàn)，對氨基苯甲酸功能化的多壁碳納米管在苯胺單體中均勻分散，溶液呈現(xiàn)為均一的黑色。說明MWNTs和苯胺間的連接非常緊密。相比較而言，沒有經(jīng)過功能化的MWNTs(p-MWNTs)靜置后很快就沉降下來，說明p-MWNTs與苯胺的連接不是很強(qiáng)。同時研究了鉑粒子在MWNT/PANI復(fù)合膜上的分散性和電催化性能。MWNTs的存在可以提高苯胺的聚合率，生成了平滑，規(guī)整且多孔的復(fù)合膜，對比于純PANI膜，

3、MWNT/PANI復(fù)合膜具有更高的電導(dǎo)率。此外，功能化過的MWNTs的引入使得復(fù)合膜有更大的比表面積和更多的活性部位來發(fā)生感應(yīng)電流反應(yīng)。同時，MWNT/PANI復(fù)合膜獨(dú)特的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)可以幫助Pt粒子更好地分散。因此，對于甲酸的氧化，Pt/MWNT/PANI復(fù)合膜顯示了非常好的電催化活性及穩(wěn)定性。說明MWNT/PANI復(fù)合膜是一種非常好的催化劑載體，有著廣泛的應(yīng)用前景。 (2)我們在水溶液中將Pd納米粒子還原到對氨基硫酚修飾的多壁

4、碳納米管上，制得了高分散性的Pd-MWNT復(fù)合材料。Pd在多壁碳納米管表面形成了粒徑均勻，分散極好的納米粒子，并且對甲醛分子具有很好的電催化性能。Pd-fMWNT復(fù)合材料不僅具有良好的電催化活性還有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。對氨基硫酚修飾的多壁碳納米管，可以避免貴金屬粒子只在缺陷處沉積，金屬粒子可以均勻的沉積在管的側(cè)壁上，這樣就可以獲得粒徑小而且分散均勻的金屬顆粒。對氨基硫酚通過C-C鍵牢固的嫁接在MWNT的表面，非常有利于納米粒子的沉積。這種方法