碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜的制备与性能研究

发布时间：2022-10-11 19:47

　　碳纳米管薄膜由于其优异的机械性能、电学性能和导热性能,而具有广泛的应用前景,例如在储氢材料、催化剂载体、复合材料填料、生物和医药领域等。目前碳纳米管薄膜已经实现了连续制备,但是相对于单根碳纳米管的理论强度（50-200 GPa）,作为宏观体的碳纳米管薄膜还具有很大的探究空间,与增强聚合物复合制备碳纳米管复合材料来提高薄膜的强度成为一个研究热点。近年来对于碳纳米管/聚合物复合材料的机械性能展开了多方面的研究。其中如何提高碳纳米管的均匀分散和增加碳纳米管与聚合物的相互作用是提高复合材料的机械性能面临的主要问题。本文采用聚乙烯醇与碳纳米管网络状薄膜进行复合,制备均匀可拉伸的碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜,并对复合薄膜进行了机械性能、电学性能和湿度响应的测试。主要的实验内容和结论如下所述:采用化学气相沉积法制备碳纳米管薄膜,利用浸入滚动的方法制备不同聚乙烯醇含量（浓度为0.5 wt%、1 wt%、2 wt%和4 wt%）的碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜。聚乙烯醇具有良好的生物降解性、高强度和高韧性等优点,二甲基亚砜是一种极性溶剂,具有较大的表面张力,可以润湿疏水性碳纳米管的同时可以使聚乙烯醇/二甲基亚... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 碳纳米管概述
        1.1.1 碳纳米管的发现与研究现状
        1.1.2 碳纳米管的结构、性能及应用
        1.1.3 碳纳米管的制备方法
    1.2 碳纳米管薄膜概述
        1.2.1 碳纳米管薄膜的研究现状
        1.2.2 碳纳米管薄膜的制备方法
    1.3 碳纳米管复合材料概述
        1.3.1 碳纳米管复合材料的研究现状
        1.3.2 碳纳米管复合材料的制备方法
        1.3.3 碳纳米管复合材料的应用
        1.3.4 碳纳米管复合材料机械增强的机理
    1.4 本课题研究思路与内容
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 主要的研究内容
2 实验仪器、材料及方法
    2.1 实验原材料
    2.2 主要仪器与设备
    2.3 主要表征仪器简介
        2.3.1 扫描电子显微镜
        2.3.2 X射线衍射分析
        2.3.3 热分析仪
        2.3.4 傅里叶变换红外光谱
        2.3.5 激光拉曼光谱仪
    2.4 机械性能测试方法
    2.5 力电测试方法
    2.6 电导率测试方法
    2.7 本章小结
3 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜的制备与性能研究
    3.1 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜的制备
        3.1.1 碳纳米管薄膜的制备
        3.1.2 碳纳米管/不同溶液复合薄膜的制备
        3.1.3 不同浓度的碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜的制备
    3.2 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜的表征
        3.2.1 碳纳米管/不同溶液复合薄膜SEM形貌表征
        3.2.2 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜TGA表征
        3.2.3 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜FTIR测试
        3.2.4 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜XRD表征
    3.3 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜的力学性能测试
        3.3.1 碳纳米管/不同溶液复合薄膜力学性能测试
        3.3.2 不同浓度碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜力学性能测试
        3.3.3 不同温度处理碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜的力学性能测试
        3.3.4 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜拉伸循环性能测试
        3.3.5 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜数字图像分析
    3.4 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜电学性能测试
        3.4.1 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜的电导率测试
        3.4.2 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜力电性能测试
        3.4.3 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜水响应测试
        3.4.4 碳纳米管/聚乙烯醇复合薄膜温度响应测试
    3.5 本章小结
4 总结与展望
参考文献
个人简历与研究成果
    个人简历
    研究成果
致谢



本文编号：3691181