纳米二疏化钼的制备修饰及其在复合材料中的应用

发布时间：2018-04-18 11:44

本文选题：二硫化钼 + 功能化二硫化钼　；参考：《南京大学》2015年硕士论文

【摘要】：近些年来纳米科学的快速发展使得聚合物复合材料成为目前科学研究的一个主要方向,将纳米填料尤其是层状纳米填料通过一定的物理化学方法与聚合物基底相混合制备复合材料是得到性能更为优异的新型材料的一种常用方法。二硫化钼(MoS_2)作为一种具有类似于石墨烯结构和性能的新型二维层状化合物,近些年来由于其独特的结构以及光学、电学性能而成为研究的热点。但MoS2本身与聚合物基底的相容性不是很好,有效填充率不高从而使得复合材料性能无法得到大幅度的提高,而且MoS_2本身无论在水溶液还是有机溶液中的溶解性都不是很好,剥离后的纳米二硫化钼片层由于片层间范德华力的作用,放置一段时间后会由于团聚而在溶液中发生聚沉,这样的不稳定性也就更加限制了它的后续应用。一个比较简单有效的解决办法就是在纳米MoS_2片层表面修饰上一定的官能团,这样不仅可以提高其溶液的稳定性,而且基于纳米MoS_2片层表面官能团和聚合物基底间一定的物理化学作用还提高了其在聚合物材料的分散稳定性及填充量,而目前将功能化纳米二硫化钼用到聚合物材料中制备新型复合材料的报道还不多。本论文先采用改进的Morrison化学锂离子插层法制备得到了大批量的寡片层的纳米ce-MoS_2水溶液,然后基于ce-MoS_2上的硫缺陷对含巯基试剂有较高的分子亲和力,通过硫化学的方法在超声作用下将巯基乙胺、巯基乙酸小分子修饰到了纳米ce-MoS_2表面,热重分析(TGA)和X射线光电子能谱(XPS)的表征结果表明,这些小分子成功修饰到了纳米ce-MoS_2表面。实物照片表明功能化的ce-MoS_2与未修饰的ce-MoS_2溶液相比稳定性提高了,其溶液静置2个月依旧是均一状态,底部也没有絮状沉淀,这表明通过修饰克服了纳米ce-MoS2溶液只能稳定存在21天的应用缺陷。将巯基乙胺功能化的二硫化钼(ce-MoS_2(CH_2)_2NH_2)与水性聚氨酯(WPU)通过溶液混合法制备得到ce-MoS_2(CH_2)_2NH_2/WPU复合材料,实物照片和扫描电镜(SEM)测试表明ce-MoS_2(CH_2)_2NH_2加入量为0.05 wt%和0.1 wt%时ce-MoS2(CH2)2NH2在WPU基底中分散较为均匀；当ce-MoS_2(CH_2)_2NH_2提高为0.2wt%时所制备得到的膜分散不均匀,这表明ce-MoS_2(CH2)_2NH_2在WPU中达到了填充上限。拉伸数据表明随着ce-MoS_2(CH_2)2NH_2加入量的增加,复合材料的力学性能逐步提高,动态力学分析(DMA)测试表明ce-MoS_2(CH_2)_2NH_2加入对复合材料高温部分的储能模量有较大提升。热重分析(TGA)测试表明ce-MoS_2(CH_2)_2NH_2加入可以延缓WPU分子链的降解从而在一定程度上提高复合材料的热稳定性。本文还采用原位聚合的方法制备了ce-MoS_2(CH_2)_2NH_2/(聚酰亚胺)PI复合材料,实物照片和SEM测试表明现有比例的ce-MoS2(CH2)2NH2在PI基底中有良好的分散性。DMA测试表明ce-MoS_2(CH_2)_2NH_2的加入有利于提高PI的储能模量,但过高的加入量并不利于储能模量的大量提高。Z-scan测试表明ce-MoS_2(CH_2)_2NH_2的加入会给PI带来非线性光学(NLO)性能,而且现有比例下0.05 wt%加入量时ce-MoS_2(CH_2)_2NH_2/PI复合材料的NLO性能最好。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.1;TQ136.12

【参考文献】