二维导电纳米复合材料的制备及其性能研究
二维导电纳米复合材料的制备及其性能研究新型二维纳米材料(石墨烯和MXenes)具有由尺寸效应带来的优异物化性能,目前已在众多领域展现出广阔应用前景。为有效利用石墨烯和MXenes本身纳米尺度上优异性能以满足相关领域具体使用要求,利用逐渐兴起的组装技术,将微观尺寸的纳米片层组装成具有宏观尺寸的功能结构(如一维纤维、二维薄膜、三维气凝胶)无疑是一种最为有效的方法。通过对二维纳米材料组装体进行合理的结构设计和形貌调控,不仅能够更好地利用纳米材料本身优异的电学、光学和力学等性能,而且还能开发材料新的功能特性并拓展其应用范围,因此,研究二维纳米材料的组装策略并以此制备宏观功能材料对实现二维纳米材料实际应用具有重要意义。
本论文针对MXenes和石墨烯宏观组装体制备和使用时仍存在的难点和性能缺陷,如石墨烯薄膜在作为电磁屏蔽材料时屏蔽机制单一、MXenes材料在潮湿环境中易降解、MXenes二维宏观薄膜导电与力学性能难以兼顾以及MXenes三维宏观组装结构难以形成等问题,通过提出新的结构设计思路和组装策略,设计出轻质磁性多孔石墨烯二维薄膜、高强高导电二维MXene薄膜、低密度疏水二维MXene 泡沫薄膜以及低密度、超弹性MXene三维气凝胶,并系统研究其结构与性能关系。本论文主要内容和创新成果如下:(1)针对目前石墨烯薄膜作为电磁屏蔽材料时屏蔽机制单一且性能提高困难的问题,我们采用高效的肼蒸汽还原诱导发泡工艺制备轻质、导电且具有磁性的石墨烯/羰基铁多孔薄膜并研究其超宽频段电磁屏蔽性能。通过引入适量壳聚糖作为界面粘接剂来增强还原氧化石墨烯纳米片之间的层间相互作用,稳固体系内多孔结构,优化宏观组装材料表观形貌和内部结构;利用导电组分和磁性组分对电磁波损耗的协同效应,将磁性片状羰基铁引入到导
电的多孔石墨烯网络中以丰富材料对电磁波损耗机制,进一步提升材料的电磁屏蔽性能。
我们制备的轻质、高导电石墨烯薄膜,可在密度为0.12 g/cm3时,电导率达到2000 S/m以上,当样品厚度为0.3 mm时,在8.2-59.6GHz的较宽频段范围内展现出高于38dB的屏蔽效能。此外,我们还对壳聚糖的引入对薄膜内部多孔结构的影响以及磁性颗粒的引入对材料电磁屏蔽性能的影响进行系统研究。(2)MXene 材料以其亲水性和高导电能力而著称,然而Ti3C2Tx MXene材料水中和潮湿环境里易降解仍是严重制约其实际使用的关键问题;为此,我们首次提出一种制备轻质、疏水的自支撑Ti3C2TxMXene泡沫薄膜的工艺。
与传统的亲水且高密度的MXene材料相比,本实验中制备的MXene泡沫薄膜具有疏水且轻质的不同于以往的新特性,并且我们进一步系统分析发泡机理和材料表面润湿特性变化的原因,制备的MXene泡沫薄膜展现出优异的耐水性和对有机污染物的选择性可循环吸附能力。更为重要的是,由于MXene泡沫薄膜具有良好的导电能力和多孔结构,经过结构调控,与其未发泡的MXene薄膜相比,材料在发泡后屏蔽性能可大幅提高,可在密度为0.22 g/cm3、厚度为60 μm时,屏蔽效能达到70dB。(3)针对MXene宏观三维多孔自组装结构难以构筑的问题,通过引入水溶性预聚物,成功获得了高性能MXene三维组装体。
制备的低密度、超弹性且导电可调的多功能MXene/聚酰亚胺(PI)复合气凝胶在许多应用方面体现出较大优势。我们系统研究了 MXene/PI复合气凝胶的力学性能,包括压缩性能和拉伸性能;气凝胶展现出极佳的压缩可回弹能力,压缩应变高达80%时仍可回复原状,耐疲劳,在50%应变时可稳定循环压缩1000次以上而未见气凝胶结构明显损坏;此外,气凝胶还展现出可循环拉伸的能力以及极好的
力学柔韧性。基于气凝胶的导电特性,研究气凝胶的吸波性能、应变感应能力以及绝热性能,在气凝胶厚度为3mm的时候,反射损耗最低可在9.59 GHz处达到-45.4 dB,对电磁波有效吸收波段宽度可达3.7 GHz,几乎覆盖整个军用雷达常用的X波段;当样品厚度为2mm时,反射损耗最低可在15.28GHz处达到-25.3dB,有效吸收波段宽度可达5.1 GHz,优于目前文献报道的几乎所有的MXene基吸波材料。
(4)针对MXene二维自组装薄膜力学性能仍需提高、引入聚合物增强时力学性能与导电性能难以兼顾的问题,通过引入富含含氧官能团的氧化石墨烯(GO)作为粘接剂以丰富纳米片层之间的连接作用,成功获得兼具高强度和高导电的MXene-GO薄膜,实现对MXene二维薄膜有效增强的同时保留其高导电特性。薄膜在GO含量为10 wt%时,拉伸强度可被提高至63.7MPa,相比于未增强薄膜提高了175%,此时电导率仍高达263883 S/m;当GO含量提高到50 wt%时,MXene薄膜的拉伸强度可达209 MPa,提高了 801%,且增强后薄膜电导率仍保持在46165 S/m 的高水平。经由GO改性的薄膜,力学性能大幅提升,可随意弯曲且耐折叠,且优异的导电能力使其具有极佳的电磁屏蔽性能。
碳纳米管导电涂料修订稿
碳纳米管导电涂料 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
碳纳米管导电涂料 简介： 碳纳米管（CNT）具有优异的力学、电学、光学等性能，骨架结构中含有sp3和sp2杂化的碳原子，且在其边壁和端帽部分存在大量结构缺陷，可与电子给体和电子受体发生掺杂。故碳纳米管以其独特的结构和电子特性的纳米尺寸的碳质管状物引起了全球物理、化学和材料等科学界的重视。碳纳米管作为一种新型的纳米材料，其奇异的性质倍受青睐。 碳纳米管具有良好的导电性，同时又拥有较大的长径比，因而很适合做导电填料，相对于其它金属颗粒和石墨颗粒其很少的用量就能形成导电网链，且其密度比金属颗粒小得多，不易因重力的作用而聚沉。利用碳纳米管的这些特性将其作为导电介质加入到涂料中，对涂料的导电性会产生强烈影响。目前，碳纳米管在导电涂料中的应用研究主要是通过改变碳纳米管的的结构及含量，改进碳纳米管在导电涂料中的分散性，以及对碳纳米管进行表面处理来均衡东电涂料的导电性和其他各项性能。 碳纳米管的结构： 碳纳米管是由单层或多层石墨片绕中心按一定角度卷曲而成的无缝、中空纳米管（原子排列结构见图1）。按照所含石墨片层数的不同，碳纳米管可以分成单壁碳纳米管（Single-wallednanotubes，SWNTs）和多壁碳纳米管（Multi-wallednanotubes，MWNTs）。其中，SWNTs由一层石墨片组成；MWNTs由多层石墨片组成，形状与同轴电缆相似（剖面结构见图2）。
碳纳米管的性能： 碳纳米管因其小尺寸效应和独特的分子结构，具有优异的物理化学性能。一维分子材料和六边形完美连接结构使碳纳米管具有质量轻、强度高的特点；较大长径比及sp2、sp3杂化几率不同使碳纳米管具有优良的弹性；直径、螺旋角以及层间作用力等存在的差异使碳纳米管兼具导体和半导体的特性；独特的螺旋状分子结构使碳纳米管构筑的吸波材料具有比一般吸收材料高得多的吸收率。此外，碳纳米管还具有独特的光学性能，良好的热传导性，极高的耐酸、碱性和热稳定性。 碳纳米管的导电机理： 以加溴多壁碳纳米管微观体系模型来研究溴对多壁碳纳米管的作用及导电机理。溴在多壁碳纳米管上的作用主要体现在对多壁碳纳米管π电子云的影响。多壁碳纳米管上的π电子与溴的p孤对电子形成p-π共轭，由于溴的诱导效应，使多壁碳纳米管内的电子云偏向溴，类似于分子的偶极化，多壁碳纳米管出现电子离位而产生穴载流子，同时吸引出的电子仍具有一定的自由移动能力，整个体系的载流子数目（自由电子与窄穴）增多，载流子的浓度增大，提高了多壁碳纳米管的导电性。图3Ⅰ为加溴前的多壁碳纳米管以及单质溴分子体系模型，管内的黑点代表自由电子，分布于管壁之间；图3Ⅱ代表溴的吸附过程模型；图3Ⅲ为加溴多壁碳纳米管的共轭体系模型。
碳纳米管性质及应用
碳纳米管性质及应用 摘要:碳纳米管的发现是现代科学界的重大发现之一。由于碳纳米管具有特殊的 导电性能、力学性质及物理化学性质等，故其在许多领域具有其广阔的应用前景，自问世以来即引起广泛关注。目前，国内外有许多科学家对碳纳米管进行研究，科研成果颇丰。本文简单综述碳纳米管的基本性质及应用。 关键词：碳纳米管；结构；制备；性质；应用 1 碳纳米管的发现 1991年，日本NEC科学家Lijima在制取C60的阴极结疤中首次采用高分辨隧道电子显微镜(HRTEM)发现一种外径为515nm、内径213nm、仅由两层同轴类石墨圆柱面叠合而成的碳结构。进一步的分析表明，这种管完全由碳原子构成，并看成是由单层石墨六角网面以其上某一方向为轴，卷曲360°而形成的无缝中空管。相邻管子之间的距离约为0.34nm，与石墨中碳原子层与层之间的距离0.335nm相近，所以这种结构一般被称为碳纳米管，这是继C60之后发现的碳的又一同素异形体，是碳团簇领域的又一重大科研成果[1]。 2 碳纳米管的结构 碳纳米管（CNT）又名巴基管，是一种具有特殊结构（径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级、管子两端基本上都封口）的一维量子材料。它是由单层或多层石墨片围绕中心轴按一定的螺旋角卷绕而成的无缝、中空的“微管”，每层由一个碳原子通过sp2杂化与周围3个碳原子完全键合后所构成的六边形组成的圆柱面。根据形成条件的不同，碳纳米管存在多壁碳纳米管(MWNTs)和单壁碳纳米管(SWNTs) 两种形式。MWNTs一般由几层到几十层石墨片同轴卷绕构成，层间间距为0.34nm左右，其典型的直径和长度分别为 2-30nm0.1-50μm.SWNTs由单层石墨片同轴卷绕构成，其侧面由碳原子六边形排列组成，两端由碳原子的五边形封顶。管径一般从10-20nm，长度一般可达数十微米，甚至长达20cm[2]。 3碳纳米管的制备 碳纳米管的合成技术主要有：电弧法、激光烧蚀(蒸发)法、催化裂解或催化化学气相沉积法(CCVD),以及在各种合成技术基础上产生的定向控制生长法等。 3.1电弧法利用石墨电极放电获得碳纳米管是各种合成技术中研究得最早的一种。研究者在优化电弧放电法制取碳纳米管方面做了大量的工作.T. W. Ebbeseo在He保护介质中石墨电弧放电，首次使碳纳米管的合成达到了克量级。为减少相互缠绕的碳纳米管在阴极上的烧结，D.T.Collbert将石墨阴极与水冷铜阴极座连接，大大减少了碳纳米管缺陷。C. Journet等在阳极中填人石墨粉末和铱的混合物，实现了SWNTs的大量制备。研究发现，铁组金属、一些稀土金属和铂族元素或以单个金属或以二金属混合物均能催化SWNTs合成。 近年来，人们除通过调节电流、电压，改变气压及流速，改变电极组成，改进电极进给方式等优化电弧放电工艺外，还通过改变打弧介质，简化电弧装置。 综上所述，电弧法在制备碳纳米管的过程中通过改变电弧放电条件、催化剂、电极尺寸、进料方式、极间距离以及原料种类等手段而日渐成熟。电弧法得到的碳纳米管形直，壁簿(多壁甚至单壁).但产率偏低，电弧放电过程难以控制，制备
聚氨酯_无机纳米复合材料的应用研究进展
聚氨酯/无机纳米复合材料的应用研究进展 3 贾建民 郭 睿 (陕西科技大学教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室 西安710021) 摘 要:综述了无机纳米粒子改性聚氨酯复合材料在智能材料、导电材料、光学材料、生物医学材 料等领域应用研究的进展,并对聚氨酯/无机纳米复合材料存在的问题和研究方向进行了展望。关键词:聚氨酯;无机纳米粒子;复合材料;应用中图分类号:T Q 32318 文献标志码:A 文章编号:1005-1902(2010)01-0006-03 聚氨酯(P U )材料性能优异,发展非常迅速,应用领域广泛。由于无机纳米粒子具有小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应,在 热、声、磁、光、催化等方面远优于普通材料[1] 。纳米改性聚氨酯复合材料宏观表现出优良的力学特性、热学特性、光学特性、电学特性、磁学特性、催化特性、敏感特性。聚氨酯与纳米材料的协同效应,赋予了聚氨酯纳米复合材料良好的导电、吸波、抗静电、阻燃、抗紫外、生物相容、杀菌等诸多性能。 目前用于改性聚氨酯制备纳米复合材料的纳米粒子主要有蒙脱土、炭纳米管、二氧化硅、二氧化钛。除此之外,还有镍、氧化铝、碳酸钙、氧化锌、二氧化铈、氢氧化镁、氧化锡锑、炭黑、石墨、累托石、羟基磷灰石等众多纳米粒子。但无机纳米粒子极易发生团聚且难以在基体中均匀分散,严重影响纳米粒子优异特性的发挥和复合材料的性能。因此,需对其表面进行处理。目前无机纳米粒子改性聚氨酯制备复合材料的方法主要有插层法、共混法、溶胶2凝胶法、原位聚合法等。近年来,无机纳米改性聚氨酯复合材料在智能材料、导电复合材料、光学材料、生物医学材料等领域的研究日益增加,引起人们广泛关注。1 聚氨酯/无机纳米复合材料的应用研究1.1 智能材料 聚氨酯可以作为热敏型形状记忆高分子材料[2] 。形状记忆聚氨酯(S MP U )通过加热,超过其 相变温度,能够恢复原始形状。其形状记忆特性已 在建筑、医学、纺织及包装行业得到应用,但还存在形状恢复力小、恢复速度较慢、恢复精度低、重复记忆效果不够理想等问题。通过纳米粒子改性可增强形状记忆基体的力学性能,提高形状记忆能力及开发电致形状记忆材料。 陈少军,等[3] 采用经硅烷偶联剂表面处理的纳米Si O 2粒子制备了S MP U /Si O 2纳米复合材料。研究表明,纳米Si O 2使S MP U 的形状回复起始温度提高约10℃左右,形变回复响应温度和最终恢复温度也稍有提高,加入质量分数为1%的纳米Si O 2粒子的S MP U 与纯S MP U 样品相比,其形状回复速率提高了近318倍。 Cho J W ,等 [4] 将酸化处理后的碳纳米管与聚氨 酯溶液共混制备了电敏形状记忆复合材料。当碳纳米管添加质量分数为5%时,复合材料的电导率可 达10-3 S/c m ,具有很好的形状记忆功能;当外加电压为40V 时,在40s 内材料可完全恢复为初始形 状,其复合材料有望作为智能执行器。 112 导电材料 聚氨酯本身是绝缘材料,通过与具有导电性的纳米粒子,如石墨、炭黑或碳纳米管等填充或共混等方式,使材料表现出导电性能。可用作导电体材料(包括导电弹性体、导电塑料、导电纤维、导电涂料、导电胶粘剂及导电薄膜材料)、抗静电材料、电磁波屏蔽材料和气敏导电材料等,具有广阔的应用前景。 ? 6?聚氨酯工业 P OLY URETHANE I N DUSTRY 2010年第25卷第1期 2010.Vol .25No .1 3 基金项目:由陕西科技大学研究生创新基金资助。
导电复合材料
导电复合材料
导电复合材料的制备及应用浅析 摘要：随着电子工业及信息技术等产业的迅速发展，对于具有导电功能的高分子材料的需求越来越迫切。本文详细介绍了导电高分子材料的分类，介绍了导电复合材料的导电填料的种类及性质，总结了复合型导电高分子材料的制备方法和应用情况。 关键词：复合型；导电高分子材料；制备及应用； 1.前言 通常高分子材料的体积电阻率都非常高，约在1010-1020Ω·cm之间，作为电器绝缘材料使用无疑是非常优良的。但是，随着科学技术的进步，特别是电子工业、信息技术的迅速发展，对于具有导电功能的高分子材料需求愈来愈迫切。世界各国无论是学术界还是产业界都在积极地对这一新兴功能材料进行研究与开发。 关于导电高分子的定义，到目前为止国内外尚无统一的标准，一般是将体 积电阻率ρ V 小于1010Ω·cm的高分子材料统称为高分子导电材料。其中将ρ V 在106-1010Ω·cm之间的复合材料称为高分子抗静电材料；将ρ V 在100-106Ω·cm 之间的称为高分子半导电材料；将ρ V 小于100Ω·cm的称为高分子导电材料。 按照结构和制备方法的差异又可将导电高分子材料分为结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。结构型导电高分子材料(或称本征高分子导电材料)是指分子结构本身能导电或经过掺杂处理之后具有导电功能的共扼聚合物，如聚乙炔、聚苯胺、聚毗咯、聚噬吩、聚吠喃等。复合型导电高分子材料是指以聚合物为基体，通过加入各种导电性填料(如炭黑、金属粉末、金属片、碳纤维等)，并采用物理化学方法复合制得的既具有一定导电功能又具有良好力学性能的多相复合材料。目前结构型导电高分子材料由于结构的特殊性与制备及提纯的困难，大多还处于实验室研究阶段，获得实际应用的较少，而且多数为半导体材料。复合型导电高分子材料，因加工成型与一般高分子材料基本相同，制备方便，有较强的实用性，故已较为广泛应用。本论文主要研究了复合型导电高分子材料的制备以及应用。 2.复合型导电高分子材料 2.1复合型导电高分子材料概述 复合型导电高分子材料在工业上的应用始于20世纪60年代。复合型导电高分子材料是采用各种复合技术将导电性物质与树脂复合而成的。按照复合技术分类有:导电表面膜形成法、导电填料分散复合法、导电填料层压复合法三种。 复合型导电高分子材料的分类方法有多种。根据电阻值的不同，可划分为半导电体、除静电体、导电体、高导电体。根据导电填料的不同，可划分为碳系(炭
导电高分子纳米复合材料的浅析
导电高分子纳米复合材料的浅析 本文首先简单介绍导电高分子纳米复合材料的发展历史以及发展前景，接下来详细介绍了导电高分子纳米复合材料的物理性能以及各方面特点，综述了导电高分子纳米复合材料的最新研究进展，最后结合当下科技发展形势，给出了导电高分子纳米复合材料的发展前景以及应用领域的扩展。 标签：导电高分子；纳米复合材料；聚苯胺 1 引言 随着科技的发展，导电高分子纳米复合材料的应用也日益广泛，本文简单介绍一下导电高分子纳米复合材料的发展历史和主要特点，通过查阅相关文献得知，导电高分子纳米复合材料根据导电高分子的特殊性能，可以把导电高分子纳米复合材料分为导电材料、导电以及导磁材料、光合催化材料、微波用的吸收材料、生物吸附材料以及防腐材料等，这些导电高分子纳米复合材料在各自的应用领域发挥着越来越大的作用，本文总结各种材料的共同特点，给出导电高分子复合材料的基本特点。 2 导电高分子纳米复合材料的性能 导电高分子材料有很多基本性能，其中比较重要的性能主要有导电性能、导电导磁性能、光学性能、生物吸附功能、微波吸收功能、防腐性能等，接下里详细介绍这些性能。 导电性能 导电性能是导电高分子纳米复合材料最基本的性能，也是最重要的性能，当前，很多科学家把提高高分子纳米复合材料的单位导电性作为一个重要的课题，并取得了很多成果，当前最热的研究领域就是利用纳米分子掺杂技术来提高高分子的导电能力，实际证明，通过纳米分子掺杂技术可以成百上千的增加高分子的导电性能，通过提高高分子的导电性能可以大大扩展导电高分子的应用领域，现在提的比较多的纳米掺杂高分子材料主要有金属氧化物纳米复合材料、蒙脱土纳米复合材料、碳纳米管复合材料、稀土氧化物納米复合材料、金属盐纳米复合材料等，这些复合材料由于掺杂了纳米复合材料，大大增强了性能。 导电导磁性能 导电导磁性能也是导电高分子纳米复合材料的重要特点之一，由于其特殊的“双导”特点，大大增加了导电导磁材料的应用范围，现在已经广泛应用于电池、电显示器件、分子电器件、非线性光学材料、传感器以及微波吸收等领域，其中导磁高分子复合材料在分子电器件领域占据了绝对优势地位，据不完全统计，在分子电器件领域，导磁高分子复合材料占80%以上的市场份额。
碳_离子液体凝胶气敏材料响应性能的研究
第22卷第5期2010年5月化学研究与应用Che m ica l R esearch and Appli ca tion V o.l 22,N o .5 M ay ,2010 文章编号:1004 1656(2010)05 0625 04 碳 离子液体凝胶气敏材料响应性能的研究 李 艳,孙 洁,陈 婷,汪佳俐,冯依玲,邓卫芹,曹晓卫,王 荣 * (上海师范大学化学系,上海 200234) 收稿日期:2009 10 14;修回日期:2009 12 26 基金项目:国家自然科学基金项目(20503016)资助;上海市科委启明星基金项目(07QA14044)资助;湖南大学生物传感与计量学国家重点实验室开放基金资助项目 联系人简介:王荣(1972 ),男,副教授,主要研究方向电化学与化学传感器。Ema i :l w angrong @shnu edu cn 关键词:碳 离子液体凝胶;有机蒸汽;气敏材料;主元分析;气体传感器中图分类号:O657 1 文献标识码:A Carbon black ionic li qui d gel for gas sensi ng LI Yan ,SUN Jie ,C H E NG T i n g ,WANG Jia l,i FENG Y i li n g ,DE NG W e i q i n g ,C AO X iao w e,i WANG Rong * (D epart m ent o f Che m i stry ,Shangha iN or m a lU n i versity ,Shangha i 200234,Ch i na) Ab stract :T he carbon b l ack/i on i c li qui d gels w ere used as the sensing ma teria l s i n the gas senso r and senso r array for o rganic vapor de tecti on R esults suggested t hat t h i s gas sensi ng m ater i a l showed a good li near response to w ards t he concentra ti on o f dich l o rome t hane ,te trahydrofuran ,et hy l cyanide ,e t hano ,l acetone vapors w i th quite different sensiti v ity T hese organ i c vapo rs w ere then successf u lly disti ngu i shed by the sensor array based on t he ca rbon b l ack /Bm i m PF 6、Em i m ET S O 4、Em i m CF 3SO 3ge ls and the pri nc i pal e le m ent data analysis m et hods K ey w ords :carbon black /i onic liqu i ds ge;l org an i c vapo r ;gas sensi ng ma teria;l pri nc i pal e le m ent ana l ysis ;gas sensor 随着我国国民经济的快速发展和国家安全的 需要,及时、准确地对易燃、易爆、有毒、有害气体进行检测、预报和自动控制,是煤炭、石油、化工、电力、国家安全部门等急待解决的重要课题。同时在质量检测,生产监控特别是食品、化妆品、饮料和其他化学品中都要求能够开发出性能优良、 方便耐用、小型多功能的新型气体传感器[1] 。其中气敏材料是传感器的核心,它决定传感器的选择性、灵敏度、线性度、稳定性等。因此,新功能敏感材料的开发及优化一直是传感器研究的热点。 近年来,碳粉/聚合物导电复合材料作为一种气敏响应材料被广泛应用于气体传感器和 电子 鼻中 [2],例如Do le m an 等[3] 使用导电碳粉分别与14种聚合物制备的复合材料所构成的传感器阵列,这一传感器阵列可用来检测19种常见有机溶 剂或蒸气。K i m 等[4] 构建了便携式的微型电子鼻系统,包含有16种碳粉聚合物的传感器单元,可以很好的鉴别常见的有机物以及混合酒类样品。 此外,日本的Tsuboka wa 研究小组[2] 在导电碳粉表面对化学接枝处理进行了大量的研究,以提高气敏材料的响应特性。碳粉/聚合物导电复合材料吸收了气体后,体积膨胀,电阻随之增加,从而 对大多数有机气体都有广泛的响应[5] 。然而由于聚合物没有固定的分子结构,且碳粉在聚合物中是很难均匀分散的,使得碳粉/聚合物材料的气敏特性受材料制作工艺的影响较大。 室温离子液体是指在室温或室温附近温度下呈液态由离子所构成的物质,由于具有可忽略的蒸气压,高的热稳定性等独特的物理化学性质,作为一种新型的气体敏感材料,具有潜在的应用价
导电复合材料
导电复合材料的制备及应用浅析 摘要：随着电子工业及信息技术等产业的迅速发展，对于具有导电功能的高分子材料的需求越来越迫切。本文详细介绍了导电高分子材料的分类，介绍了导电复合材料的导电填料的种类及性质，总结了复合型导电高分子材料的制备方法和应用情况。 关键词：复合型；导电高分子材料；制备及应用； 1.前言 通常高分子材料的体积电阻率都非常高，约在1010-1020Ω·cm之间，作为电器绝缘材料使用无疑是非常优良的。但是，随着科学技术的进步，特别是电子工业、信息技术的迅速发展，对于具有导电功能的高分子材料需求愈来愈迫切。世界各国无论是学术界还是产业界都在积极地对这一新兴功能材料进行研究与开发。 关于导电高分子的定义，到目前为止国外尚无统一的标准，一般是将体积 电阻率ρ V 小于1010Ω·cm的高分子材料统称为高分子导电材料。其中将ρ V 在 106-1010Ω·cm之间的复合材料称为高分子抗静电材料；将ρ V 在100-106Ω·cm 之间的称为高分子半导电材料；将ρ V 小于100Ω·cm的称为高分子导电材料。 按照结构和制备方法的差异又可将导电高分子材料分为结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类。结构型导电高分子材料(或称本征高分子导电材料)是指分子结构本身能导电或经过掺杂处理之后具有导电功能的共扼聚合物，如聚乙炔、聚苯胺、聚毗咯、聚噬吩、聚吠喃等。复合型导电高分子材料是指以聚合物为基体，通过加入各种导电性填料(如炭黑、金属粉末、金属片、碳纤维等)，并采用物理化学方法复合制得的既具有一定导电功能又具有良好力学性能的多相复合材料。目前结构型导电高分子材料由于结构的特殊性与制备及提纯的困难，大多还处于实验室研究阶段，获得实际应用的较少，而且多数为半导体材料。复合型导电高分子材料，因加工成型与一般高分子材料基本相同，制备方便，有较强的实用性，故已较为广泛应用。本论文主要研究了复合型导电高分子材料的制备以及应用。 2.复合型导电高分子材料 2.1复合型导电高分子材料概述 复合型导电高分子材料在工业上的应用始于20世纪60年代。复合型导电高分子材料是采用各种复合技术将导电性物质与树脂复合而成的。按照复合技术分类有:导电表面膜形成法、导电填料分散复合法、导电填料层压复合法三种。
二维导电纳米复合材料的制备及其性能研究
二维导电纳米复合材料的制备及其性能研究新型二维纳米材料(石墨烯和MXenes)具有由尺寸效应带来的优异物化性能,目前已在众多领域展现出广阔应用前景。为有效利用石墨烯和MXenes本身纳米尺度上优异性能以满足相关领域具体使用要求,利用逐渐兴起的组装技术,将微观尺寸的纳米片层组装成具有宏观尺寸的功能结构(如一维纤维、二维薄膜、三维气凝胶)无疑是一种最为有效的方法。通过对二维纳米材料组装体进行合理的结构设计和形貌调控,不仅能够更好地利用纳米材料本身优异的电学、光学和力学等性能,而且还能开发材料新的功能特性并拓展其应用范围,因此,研究二维纳米材料的组装策略并以此制备宏观功能材料对实现二维纳米材料实际应用具有重要意义。 本论文针对MXenes和石墨烯宏观组装体制备和使用时仍存在的难点和性能缺陷,如石墨烯薄膜在作为电磁屏蔽材料时屏蔽机制单一、MXenes材料在潮湿环境中易降解、MXenes二维宏观薄膜导电与力学性能难以兼顾以及MXenes三维宏观组装结构难以形成等问题,通过提出新的结构设计思路和组装策略,设计出轻质磁性多孔石墨烯二维薄膜、高强高导电二维MXene薄膜、低密度疏水二维MXene 泡沫薄膜以及低密度、超弹性MXene三维气凝胶,并系统研究其结构与性能关系。本论文主要内容和创新成果如下:(1)针对目前石墨烯薄膜作为电磁屏蔽材料时屏蔽机制单一且性能提高困难的问题,我们采用高效的肼蒸汽还原诱导发泡工艺制备轻质、导电且具有磁性的石墨烯/羰基铁多孔薄膜并研究其超宽频段电磁屏蔽性能。通过引入适量壳聚糖作为界面粘接剂来增强还原氧化石墨烯纳米片之间的层间相互作用,稳固体系内多孔结构,优化宏观组装材料表观形貌和内部结构;利用导电组分和磁性组分对电磁波损耗的协同效应,将磁性片状羰基铁引入到导
碳纳米管_高分子复合导电材料的研究进展
碳纳米管 高分子复合导电材料的研究进展 王安之1,2,吕满庚1* (1中国科学院广州化学研究所,广州510650;2中国科学院研究生院,北京100039) 摘要:从碳纳米管的电性质出发,对以它为填料的导电性复合材料的制备方法和研究进展进行了综述,同时简单介绍了导电性复合材料电性质转变现象的理论分析模型,最后对碳纳米管 高分 子复合导电材料的研究前景作了一定探讨。 关键词:碳纳米管;复合材料;导电材料 引言 通过掺入导电填料使绝缘的高分子材料获得导电性是一种简便而经济的制备导电材料的方法,并且已经在电子、通信、热控、能源等行业中得到广泛的应用。从上个世纪60年代开始,国际上就开始了对复合导电高分子材料的研究,并在70年代中期实现了工业化生产和应用,发展速度异常迅猛。仅在美国,复合导电高分子材料的需求量以每年20%~30%的速度递增,而从事此方面研究开发的机构就有200多家。 常用来作为导电复合材料的基体材料一般是通用的塑料或者树脂,如聚苯硫醚、聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚丙烯以及AB S塑料、环氧树脂、天然橡胶等。选用规则是综合考虑使用场合对机械性能、导电性能、耐久性等方面的要求,以及产品的成型工艺、工程成本。导电填料的品种繁多,以填料的属性对其区分,则可分为碳系、金属系和金属氧化物系三类。经过长期的研究,人们发现填料本身的几何状态和导电性质对复合材料的性能影响较大。自从1991年日本人Iijima[1]在制取C60的实验中发现了碳纳米管(carbon nanotube,简写为CNT)以来,C NT以其优异的力学、电学和光学性能,巨大的潜在应用价值得到全球科学家的广泛关注。 1碳纳米管的性质 理想的碳纳米管可认为是由六角网格状石墨片层卷曲而成的无缝同心圆柱。按石墨层数目的不同,碳纳米管可分为多壁碳纳米管(MW NT)和单壁碳纳米管(SW NT)。碳纳米管具有管径小、长径比大的特点,被视为准一维材料。SW NT直径分布较小,一般只有几个纳米。由于范德华力作用,SW NT大多以集结成束的形态存在,每束含几十到几百根SW NT,束的直径约几十个纳米。MW NT内径与普通SW NT的直径相当,外径随管壁层数的变化一般为几个到几十个纳米,各层间距为0 34nm[2]。碳纳米管的轴向长度为微米至厘米量级。用长径比(aspect ratio)来表示CNT的大小,其值在103量级或者更大。 碳纳米管的另一个特征是它的手性,可用特征矢量C h=na+mb来描述。C h是在平铺的六角网格状石墨晶片上,连接碳纳米管上两个等价碳原子的向量。a与b是石墨平面的结构矢量。参数n,m皆为整数。手性角 是矢量C h与a的夹角。 经量子化学计算,SW NT的直径和手性能够决定它们是否具有导体或者半导体性质[3,4]。扶手椅式 基金项目:本项目得到中国科学院 百人计划 经费资助; 作者简介:王安之(1981 ),中国科学院广州化学所在读硕士研究生,主要从事纳米复合材料和聚合物功能材料的研究; *通信联系人,E mail:mglu@https://www.360docs.net/doc/3910590811.html,.
聚合物基导电复合材料的导电机理
1998年 玻璃钢/复合材料 1998第5期 Fiber Reinforced Plastics/Composites №5 聚合物基导电复合材料的导电机理 熊传溪 闻荻江 (武汉工业大学材料科学与工程学院 武汉 400070) (苏州大学化学化工学院) 摘要: 本文对炭黑填充聚合物和金属填充聚合物的导电特性和影响导电性能的因素进行了综述。简要地介绍蒙特卡罗统计方法、凝胶化理论、有效电场理论以及隧道效应等 关键词: 炭黑 金属 复合材料 导电机理 长期以来,高分子材料一般作为电绝缘材料使用。一旦能赋予其导电性;可拓宽其应用领域。为此,近年来,有关导电聚合物基复合材料的研究受到普遍的重视。所谓聚合物基导电复合材料是指以聚合物为基体,加入不同导电物质后,经过“无规分布法”和“隔离分离法”等方式处理后,得到的具有导电功能的多相复合体系〔1～3〕。由于它既有导电功能,又保持了许多高分子拓料的优异特性,因而被广泛采用.本文主要分炭黑填充聚合物、金属填充聚合物以及导电机理进行文献综述。 1 炭黑填充聚合物材料 炭黑与聚合物的复合源于炭黑补强橡胶,导电性炭黑填充聚合物可赋予聚合物材料一定的导电功能。由于炭黑种类不同。炭黑颗粒大小不同、炭黑本身的聚集态结构和表面化学结构的差异以及填充的工艺条件不同,所制备的复合材料的导电率变化范围可达14～15个数量级〔4～8〕。众多的研究结果表明,炭黑粒子的尺寸越小、结构越复杂、粒子中的孔越多、炭黑粒子的比表面积越大、表面极性基团越多以及极性越强,越易形成具有优良导电性的复合材料。炭黑的结构化、比表面积和表面化学性质为其三大基本性质。炭黑的结构越高,则形成链状或葡萄状结构的炭黑粒子聚集体数目越多,越易形成空间导电网络。炭黑的比表面积除炭黑本身的粒度的大小是其重要的决定性因素外,多孔性也是重要的因素。比表面积越大,粒度一般就越小,单位质量下的粒子数目越多,形成空间导电网络的几率就越大,炭黑粒子结构上所带的活性极性基团的含量严重影响炭黑粒子的导电性能,因为这些基团能够捕捉π电子,对自由电子的迁移有很大的阻碍作用〔9〕。 典型炭黑/聚合物复合材料的精细结构的研究结果表明,导电性不仅可以由炭黑粒子聚集时产生的紧密接触面形成,而且同样可以借助电子通道而形成。但有一些研究者认为,控制复合材料电阻率的不是炭黑本身而是炭黑粒子之间的间隙〔10、11〕。实际上也有很多证据支持这一观念〔2〕,包括①电阻率依赖于炭黑种类;②电阻率依赖于温度;③复合材料的非线性电流-电压特性;④复合材料的电镜观察;⑤电阻率的压力依赖性。但这些大部分并不是最后结论,导电通道毫无疑问是起作用的。 炭黑填充聚合物导电复合材料还有以下四个特性〔12〕:(1)炭黑的表面化学处理非常重要,如果在配方和其它工艺条件相同的情况下,要保持结构的完整性,增加体系的导电性,而且在成型加工过程中的能耗较低,则需要对炭黑进行表面处理。例如,用15%炭黑填充聚氯乙烯,如果把炭黑用1.5%的硬脂酰氯处理,复合体系的熔体表观粘度比没有处理的熔体的表观粘度下降一个数量级。(2)用偶联剂对母体进行改性,会使体系的体积电阻率与炭黑用量的关系反“S”曲线发生改变,随着交联剂的用量的增加,使反“S”曲线的高台更高,低台更低;而且渗流阈值减小。(3)复合材料的体积电阻率与炭黑用量的关系对频率有很大的依赖性,高频,有利于电荷的迁移。(4)当频率一定时,复合材料介电常数随着炭黑用量的增加而显著增加。例如,聚乙烯/热裂解炭黑复合材料,当炭黑体积用量从9.1%增为33%时,介电常数可增加近1000倍。 2 金属填充聚合物 与炭黑填充聚合物的导电性复合材料相比,聚合物/金属导电性复合材料是相当年轻的,但由于金属比炭黑具有更好的导电性而格外引人注目〔13〕。在50年 63
材料的电学性能测试
材料科学实验讲义 (一级实验指导书) 东华大学材料科学与工程中心实验室汇编 2009年7月
一、实验目的 按照导电性能区分，不同种类的材料都可以分为导体、半导体和绝缘体三大类。区分标准一般以106Ω?cm和1012Ω?cm为基准，电阻率低于106Ω?cm称为导体，高于1012Ω?cm称为绝缘体，介于两者之间的称为半导体。然而，在实际中材料导电性的区分又往往随应用领域的不同而不同，材料导电性能的界定是十分模糊的。就高分子材料而言，通常是以电阻率1012Ω?cm为界限，在此界限以上的通常称为绝缘体的高分子材料，电阻率小于106Ω?cm称为导电高分子材料，电阻率为106 ～1012Ω?cm常称为抗静电高分子。通常高分子材料都是优良的绝缘材料。 通过本实验应达到以下目的： 1、了解高分子材料的导电原理，掌握实验操作技能。 2、测定高分子材料的电阻并计算电阻率。 3、分析工艺条件与测试条件对电阻的影响。 二、实验原理 1、电阻与电阻率 材料的电阻可分为体积电阻(R v)与表面电阻(R s)，相应的存在体积电阻率与表面电阻率。 体积电阻：在试样的相对两表面上放置的两电极间所加直流电压与流过两个电极之间的稳态电流之商；该电流不包括沿材料表面的电流。在两电极间可能形成的极化忽略不计。 体积电阻率：在绝缘材料里面的直流电场强度与稳态电流密度之商，即单位体积内的体积电阻。 表面电阻：在试样的某一表面上两电极间所加电压与经过一定时间后流过两电极间的电流之商；该电流主要为流过试样表层的电流，也包括一部分流过试样体积的电流成分。在两电极间可能形成的极化忽略不计。 表面电阻率：在绝缘材料的表面层的直流电场强度与线电流密度之商，即单位面积内的表面电阻。 体积电阻和表面电阻的试验都受下列因素影响：施加电压的大小和时间；电极的性质和尺寸；在试样处理和测试过程中周围大气条件和试样的温度、湿度。高阻测量一般可以利用欧姆定律来实现，即R=V/I。如果一直稳定通过电阻的电流，那么测出电阻两端的电压，就可以算出R的值。同样，给被测电阻施加一个已知电压，测出流过电阻的电流，也可以算出R的值。问题是R值很大时，用恒流测压法，被测电压V=RI将很大。若I=1μA，R=1012Ω，要测的电压V=106V。用加压测流法，V是已知的，要测的电流I=V/R将很小。因为处理弱电流难度相对小些，我们采用加压测流法，主要误差来源是微弱电流的测量。 2、导电高分子材料的分类
碳纳米管的性质与应用
碳纳米管的性质与应用 【摘要】 本文主要介绍了碳纳米管的结构特点，制备方法，特殊性质，由于碳纳米管独特性质而产生的广泛应用，并对其前景进行展望。 【关键词】 碳纳米管场发射复合材料优良性能 【前言】 自日本NEC科学家Lijima发现碳纳米管以来，碳纳米管研究一直是国际新材料领域研究的热点。由于碳纳米管具有特殊的导电性能、力学性质及物理化学性质等，故其在许多领域具有其广阔的应用前景，自问世以来即引起广泛关注。目前，国内外有许多科学家对碳纳米管进行研究，科研成果颇丰，尤其是碳纳米管在复合材料、储氢及催化等领域的应用。 【正文】 一、碳纳米管的结构 碳纳米管中碳原子以sp2杂化为主，同时六角型网格结构存在一定程度的弯曲，形成空间拓扑结构，其中可形成一定的sp3杂化键，即形成的化学键同时具有sp2和sp3混合杂化状态，而这些p 轨道彼此交叠在碳纳米管石墨烯片层外形成高度离域化的大π键，碳纳米管外表面的大π键是碳纳米管与一些具有共轭性能的大分子以非共价键复合的化学基础[1]。 对多壁碳纳米管的光电子能谱研究结果表明，不论单壁碳纳米管还是多壁碳纳米管，其表面都结合有一定的官能基团，而且不同制备方法获得的碳纳米管由于制备方法各异，后处理过程不同而具有不同的表面结构。一般来讲，单壁碳纳米管具有较高的化学惰性，其表面要纯净一些，而多壁碳纳米管表面要活泼得多，结合有大量的表面基团，如羧基等。以变角X 光电子能谱对碳纳米管的表面检测结果表明，单壁碳纳米管表面具有化学惰性，化学结构比较简单，而且随着碳纳米管管壁层数的增加，缺陷和化学反应性增强，表面化学结构趋向复杂化。内层碳原子的化学结构比较单一，外层碳原子的化学组成比较复杂，而且外层碳原子上往往沉积有大量的无定形碳。由于具有物理结构和化学结构的不均匀性，碳
聚苯胺论文复合材料论文：聚苯胺复合材料的合成
聚苯胺论文复合材料论文：聚苯胺复合材料的合成 摘要：近年来聚苯胺因其优良的性能而备受关注，其合成方法和复合材料的性能一直是聚苯胺研究的重要内容。本文主要介绍复合材料的合成方法。 关键词：聚苯胺复合材料合成方法 the synthesis of polyaniline composite materials liushengcaoming (college of chemical engineering and energy; zhengzhou university，zhengzhou henan china 450001) abstract:in recent years,polyaniline has attracted much attention because of its excellent properties. the study on its synthesis and doped mechanism is always one of the major research contents of polyanline.in this paper, the synthesis methods of polyanline composite materials are reviewed keywords:polyanlinecomposite materialssynthesis methods 一、引言 半导体金属氧化物传感器是目前主要的商业化的气体 传感器，但在应用中存在选择性差、操作温度高、稳定性也不令人满意等问题。而以聚苯胺（pani）为代表的导电高分子气敏材料由于价廉易得、合成和制膜工艺简单且可在常温
材料的导电性
导体与绝缘体 教学目标 科学概念： 1、有的物质易导电，这样的物质叫做导体;有的物质不易导电，这样的物质叫做绝缘体 2、导电性是材料的基本属性之一。 过程与方法： 1、根据任务要求制定一个小组的研究计划，并完成设想的计划。 2、实施有关检测的必要步骤，并整理实验记录。 情感态度价值观： 1、学会与人合作。 2、培养尊重事实的实证精神。 3、小学生四年级科学导体与绝缘体教案：认识到井然有序的实验操作习惯和形成安全用电的意识是很重要的。 教学重点 教学难点 教学准备 为每组学生准备:木片、塑料片、陶瓷、纸板、橡皮、布、丝绸、皮毛、钢管、玻璃、铅笔、铜丝、铅丝、铝丝(易拉罐)、铁丝、卷笔刀、硬币、导线、插座、20种待检测的物体，一个电路检测器。一份科学检测记录表。 教学过程
一、观察导入： 1、观察简单的电路连接，说说电流在电路中是怎么流的。 2、讨论将电路中的导线剪断，会出现什么情况，为什么? 3、想办法重新接亮小灯泡，在此过程中引导学生发现电路检测器的两个金属头接在一起，小灯泡会亮，而把外面的塑料皮接触在一起或把金属头和塑料皮接触在一起，小灯泡就不会亮。 4、讨论：为什么电路检测器的两个金属头接在一起，小灯泡会亮，而把外面的塑料皮接触在一起或把金属头和塑料皮接触在一起，小灯泡就不会亮。 5、讲授：像铜丝那样容易让电流通过的物质叫做导体;像塑料那样不容易让电流通过的物质，叫做绝缘体。(板书：导体、绝缘体) 二、检测橡皮是导体还是绝缘体 1、提问：怎样检测一块橡皮是导体还是绝缘体呢? 2、预测橡皮能否通过电流使小灯泡发光，并做好记录。 3、使“电路检测器”的两个检测头相互接触，检验小灯泡是否发光。 4、用两个检测头接触橡皮的两端，观察小灯泡是否发光。 5、重复检测一次，并将检测时小灯泡“亮”或“不亮”的情况记录下来。 6、得出结论：橡皮是绝缘体。 三、检测20种物体的导电性：
碳纳米复合材料
碳纳米管及其复合材料 2007-4-3 14:18:08 【文章字体：大中小］打印收藏关闭 纳米技术是21世纪的前沿科学技术，碳纳米管技术则是该领域中一个强有力的生长点。碳纳米管问世十三年来，日益引起了人们极大的兴趣，其独特的性能正在被认识并加以利用，如何降低成本，大量生产有特定结构的碳纳米管依然是人们的努力方向，含碳纳米管的聚合物复合材料蕴含着巨大的发展潜力。 高聚物/碳纳米管复合材料 碳纳米管于1991年由s.iijima 发现，其直径比碳纤维小数千倍，其性能远优于现今普遍使用的玻璃纤维。其主要用途之一是作为聚合物复合材料的增强材料。 碳纳米管基本上可分为单壁型和多壁型两类。虽然他们乍看起来非常相似，但其制作方法和性能不尽相同。纳米管的结构决定它们是具有金属性还是具有半导体性质。大约三分之二的单壁纳米管属于半导体型，三分之一属金属型。至于多壁纳米管，由于各层壳的性能的叠加，难以做出明显区别，但大体上是金属型。单壁型碳纳米管外径一般为1到2nm多壁型纳米管直 径则在8到12nm之间，它的典型长度一般为10微米，最长可达100微米, 长径比至少可达1000: 1。 美国国内纳米管的生产商有Hyperion Catalysis （产品是多壁纤维纳米管）和新登陆的Zyvex Corp （产品有单壁和多壁纳米管）。这两家厂商提供的母料中都含有15%到20%的纳米管。 碳纳米管的力学性能相当突出。现已测出多壁纳米管的平均弹性模量为 1.8TPa。碳纳米管的拉伸强度实验值约为200GPa是钢的100倍，碳纤维的20倍。碳纳米管弯曲强度为14.2GPa,尽管碳纳米管的拉伸强度如此之高，但它们的脆性不象碳纤维那样高。碳纤维在约1^变形时就会断裂，而碳纳米管要到约18%变形时才会断裂。碳纳米管的层间剪切强度高达500MPa比传 统碳纤维增强环氧树脂复合材料高一个数量级。 在电性能方面，碳纳米管用作聚合物的填料具有独特的优势。加入少量碳纳米管即可大幅度提高材料的导电性。与以往为提高导电性而向树脂中加 入的碳黑相比，碳纳米管有高的长径比，因此，其体积含量可比球状碳黑减少很多。多壁碳纳米管的平均长径比约为1000；同时，由于纳米管的本身长度极短而且柔曲性好，它们填入聚合物基体时不会断裂，因而能保持其高长径比。爱尔兰都柏林trinity 学院进行的研究表明，在塑料中含2%-3%勺多壁碳纳米管使电导率提高了14个数量级，从10-12s/m提高到了102s/m。
1Cs-g-MMAAg导电复合材料的制备、表征及气敏性能研究
1Cs-g-MMA/Ag导电复合材料的制备、表征及气敏性 能研究 摘要：本文在硝酸铈胺-Cs为氧化-还原引发体系基础上，自由基接枝聚合途径来实现。以壳聚糖接枝甲基丙烯酸甲酯(Cs-g-MMA)为模板，次亚磷酸钠作为还原剂，利用其结构中的-NH2与Ag之间的络合作用，设计一种嵌入纳米尺寸Ag的Cs-g-MMA/Ag导电薄膜材料，采用傅里叶变换红外光谱仪、X射线粉末衍射仪、紫外-可见分光光度计和热重分析仪对Cs-g-MMA/Ag复合材料的结构进行了表征。检测了导电薄膜在各种有机蒸汽环境中对电阻响应性的影响并探讨影响薄膜导电性的因素。实验结果表明：导电薄膜在乙醚、三氯甲烷、石油醚有机蒸汽中显示正汽系数效应效应(PVC)，在四氢呋喃、甲醛、乙醇饱和有机溶剂蒸汽中显示负蒸汽系数效应(NVC)。研究表明，Cs-g-MMA/Ag导电薄膜在有机溶剂蒸汽中的响应性由溶胀理论、溶剂蒸气分子与薄膜材料之间的相互作用以及气体分子的种类和作用力的强弱所决定的。 关键词: 接枝聚合物；Ag纳米粒子；气敏响应性 前言：气敏传感器是一种很重要的化学传感器，它在环境检测、农业、工业生产以及生物医学等方面有着广泛的应用[1]。尤其是高分子复合气敏材料备受化学研究者的重视，相比无机半导体材料和有机金属材料，高分子复合气敏材料成本低廉，制作简单，可通过选择不同的大分子链结构对其改性，获得不同的物理化学传感
器，提高其对汽体响应的灵敏度，最重要的可以在室温下使用[2]。因此导电高分子复合材料已成为气敏材料研究的新方向。壳聚糖中含有-CONH、- NH2基团易改性[3-7]。壳聚糖与甲基丙烯酸甲酯的共聚物不仅是一类非常有用的改性纤维，而且也可以制备成导电高分子纳米复合材料，应用于气敏传感器[8-10]。本文利用四价铈离子与带醇羟基的壳聚糖组成氧化还原体系，引发甲基丙烯酸甲酯在壳聚糖表面自由基接枝聚合，制备新型的CS-g-MMA/Ag导电复合材料，研究了该复合材料的气敏特性。 1 实验部分 1. 1.制备CS-g-MMA/Ag导电复合材料所用材料和试 剂 壳聚糖, 化学纯（平均分子量为10万）, 山东海之源有限公司; 甲基丙烯酸甲酯, 分析纯, 天津市科蜜欧化学试剂有限公司; 硝酸铈铵 (CAN), 分析纯, 上海三浦化工有限公司; 次亚磷酸钠, 分析纯, 天津市博迪化工有限公司; 硝酸银, 分析纯, 天津市科蜜欧化学试剂开发中心; 四氢呋喃、三氯甲烷、乙醚、甲醛、丙酮、石油醚均为分析纯，天津化学试剂有限公司。 1. 2.实验表征所用仪器 采用美国Nicolet Nexus 470傅立叶转换红外光谱仪( FT-IR) 对样品的化学结构进行分析。X射线粉末衍射仪，XRD-7000, 日本