双亲聚合物/碳纳米管复合传感涂层的构筑及应用
发布时间：2022-01-26 18:15
碳纳米管（CNTs）具有独特的纳米中空结构,低密度、高比表面积的优势以及优异的导电、机械等性能,被誉为21世纪最受青睐的纳米材料,在诸多领域表现不凡。但是,碳纳米管存在不易分散的难题,成为限制其应用的一大障碍。利用双亲聚合物对碳纳米管进行非共价键改性可以在改善碳纳米管分散性能的同时保持其固有的结构特性。然而,多数双亲聚合物是不导电的,改性碳纳米管复合材料在电性能方面存在不足之处,在电化学传感领域的应用必然受限;同时,碳纳米管的非共价键改性方法也存在改性剂易脱落的问题。针对上述问题,本文通过活性单体的选择,设计合成具备氧化还原活性或电活性的双亲无规共聚物用于碳纳米管的非共价键改性。通过活性基元的引入加速电子转移与传输,弥补双亲聚合物电性能的不足,提升其改性碳纳米管复合材料在电化学传感领域的应用价值。同时在聚合物中引入共轭基元,以提升聚合物与碳纳米管的相互作用,改善分散效果。具体内容为:1、以乙烯基二茂铁（VF）为氧化还原活性单体,7-（4-乙烯基卞氧基）-4-甲基香豆素（VMc）和丙烯酸（AA）分别为共轭单体和亲水单体,合成双亲氧化还原活性共聚物聚（（7-（4-乙烯基卞氧基）-4-甲基香...
【文章来源】：江南大学江苏省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多壁碳纳米管（a）和单壁碳纳米管（b）的结构模型
-2 以碳纳米管为电极材料的柔性可编织高性能锂电池制备示意图及其对应研究结chematic illustration of the synthesis of high-performance composite yarns and the faboaxial fiber full lithium battery and their correspongding research results. Pink, blue, aorrespond to CNTs, LMO, and Si, respectively. LMO is the abbreviation of lithium ma体传感领域，碳纳米管也具有极高的应用潜力，碳纳米管较高的比表体具有良好的吸附性能，优异的导体与半导体特性更是制备常温气体。碳纳米管为空穴导电的 p 型半导体，气体与碳纳米管接触产生电子纳米管空穴数量的变化，进而产生电阻变化。因此，通过监测电子转变化程度可以对气体进行定量检测。碳纳米管作为气敏材料的优势在常温下实现在碳纳米管表面的快速吸附与解吸附，并产生电阻响应，属氧化物气敏材料所不能达到的，而其高比表面积的优势也对于提高效果具有加成作用[13]。碳纳米管可用于检测多种气体，如氢气[14]、，有望在环境检测、生产过程控制以及人体疾病监测等方面有重要应纳米管在电化学传感领域的应用碳纳米管优异的导电性能，在电化学传感领域，碳纳米管是一种良好
第一章 绪论键的生成。碳纳米管的制备过程中，酸纯化除去引发剂的步，使其末端存在羧基；利用强酸对碳纳米管进行氧化处理，羧基和羟基，这些结构缺陷可以作为碳纳米管共价键改性的。聚合物对碳纳米管的共价键接枝改性可以通过“Graft from[31, 32]。rom”是在碳纳米管表面原位生长合成聚合物的方法，可以缩合等聚合方式进行，其优势是可以制备高接枝率的聚合物]利用“Graft from”的方法在碳纳米管表面合成聚甲基丙烯先对氧化碳纳米管进行氯化亚砜、乙二醇、2-溴-2-甲基丙基引发剂，然后以 GMA 为单体，通过原子转移自由基聚合位合成 PGMA。通过控制碳纳米管基 ATRP 引发剂和 GMA量加以调控。同时利用 GMA 末端羟基的活性可进一步对改基，提升碳纳米管在水中的分散性能，为改性碳纳米管作为材料提供了可能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙烯基二茂铁、丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物的合成及性能研究[J]. 余东栋,陆杰,孙筱萌,方晓,李静,尹应乐,陈绪煌. 分析科学学报. 2016(06)
本文编号：3610951
【文章来源】：江南大学江苏省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多壁碳纳米管（a）和单壁碳纳米管（b）的结构模型
-2 以碳纳米管为电极材料的柔性可编织高性能锂电池制备示意图及其对应研究结chematic illustration of the synthesis of high-performance composite yarns and the faboaxial fiber full lithium battery and their correspongding research results. Pink, blue, aorrespond to CNTs, LMO, and Si, respectively. LMO is the abbreviation of lithium ma体传感领域，碳纳米管也具有极高的应用潜力，碳纳米管较高的比表体具有良好的吸附性能，优异的导体与半导体特性更是制备常温气体。碳纳米管为空穴导电的 p 型半导体，气体与碳纳米管接触产生电子纳米管空穴数量的变化，进而产生电阻变化。因此，通过监测电子转变化程度可以对气体进行定量检测。碳纳米管作为气敏材料的优势在常温下实现在碳纳米管表面的快速吸附与解吸附，并产生电阻响应，属氧化物气敏材料所不能达到的，而其高比表面积的优势也对于提高效果具有加成作用[13]。碳纳米管可用于检测多种气体，如氢气[14]、，有望在环境检测、生产过程控制以及人体疾病监测等方面有重要应纳米管在电化学传感领域的应用碳纳米管优异的导电性能，在电化学传感领域，碳纳米管是一种良好
第一章 绪论键的生成。碳纳米管的制备过程中，酸纯化除去引发剂的步，使其末端存在羧基；利用强酸对碳纳米管进行氧化处理，羧基和羟基，这些结构缺陷可以作为碳纳米管共价键改性的。聚合物对碳纳米管的共价键接枝改性可以通过“Graft from[31, 32]。rom”是在碳纳米管表面原位生长合成聚合物的方法，可以缩合等聚合方式进行，其优势是可以制备高接枝率的聚合物]利用“Graft from”的方法在碳纳米管表面合成聚甲基丙烯先对氧化碳纳米管进行氯化亚砜、乙二醇、2-溴-2-甲基丙基引发剂，然后以 GMA 为单体，通过原子转移自由基聚合位合成 PGMA。通过控制碳纳米管基 ATRP 引发剂和 GMA量加以调控。同时利用 GMA 末端羟基的活性可进一步对改基，提升碳纳米管在水中的分散性能，为改性碳纳米管作为材料提供了可能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]乙烯基二茂铁、丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物的合成及性能研究[J]. 余东栋,陆杰,孙筱萌,方晓,李静,尹应乐,陈绪煌. 分析科学学报. 2016(06)
本文编号：3610951
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