水溶性导电聚苯胺-碳纳米管复合材料的制备与性能研究开题报告

开题报告

题目:水溶性导电聚苯胺/碳纳米管

复合材料的制备与性能研究

开题报告填写要求

1.开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成。

2.开题报告内容必须按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)填写并打印(禁止打印在其它纸上后剪贴),完成后应及时交给指导教师审阅。

3.开题报告字数应在1500字以上,参考文献应不少于15篇(不包括辞典、手册,其中外文文献至少3篇),文中引用参考文献处应标出文献序号,“参考文献”应按附件中《参考文献“注释格式”》的要求书写。

4.年、月、日的日期一律用阿拉伯数字书写,例:“2008年11月26日”。 5.开题报告增加封面,封面格式:题目:宋体,加粗,二号;系别等内容格式:宋体,四号,居中。

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1毕业设计(论文)综述 1.1 题目背景 碳纳米管自其发现以来,一直是研究的热点,并被认为是最具应用前景的纳米材料之一。碳纳米管是由单层或多层石墨卷曲而成的一维管状纳米材料,具有许多出众的物理化学性质。在材料科学、生物医药、储氢材料、催化剂载体等领域有着巨大的应用前景,受到了广泛的关注[1]。然而,碳纳米管相互间存在较强的范德华作用力使其不能在溶剂中稳定分散,与其他材料的相容性也不好,这是制约碳纳米管研究和应用的一个主要障碍。 聚苯胺是一种高分子合成材料,俗称导电塑料。它是一类特种功能材料,具有塑料的密度,又具有金属的导电性和塑料的可加工性,还具备金属和塑料所欠缺的化学和电化学性能,在国防工业上可用作隐身材料、防腐材料,民用上可用作金属防腐蚀材料、抗静电材料、电子化学品等[2]。 本课题研究针对碳纳米管溶解性差的特点,通过制备聚苯胺-碳纳米管复合物然后水性掺杂的办法,获得水溶性、电化学性能优良的复合物薄膜。水溶性聚苯胺包裹在碳纳米管表面,聚苯胺包裹层的厚度大约在15~25nm;复合材料的薄膜电导率较水溶性聚苯胺的电导率提高了一个数量级[3]。 1.2 国内相关的研究情况 当前,国际市场高纯度碳纳米管价格已在50美元/克以下,纯度稍低的多壁碳纳米管价格已接近10美元/克。在碳纳米管相对优势的价格下,各国投资者极为看好碳纳米管未来的产业应用前景,并在材料制备和应用方面纷纷投入大量研发资金及科技力量。其中,日本已有300多家相关企业致力于碳纳米管产业技术研发,期望抢占此技术领域制高点,进而加速碳纳米管的商业应用进程;同时,在生物医学、能源及资源等领域的应用,已成为世界各国追求纳米材料工业化发展进程的重要热点[4]。 我国碳纳米管与发达国家存在较大差距。碳纳米管的批量化制备技术有待突破,制备的核心设备受到严重制约。不过,我国碳纳米管的发展在整体水平上已实现了较大的突破,为未来我国碳纳米管在信息显示与存储、微机械与执行器、能源、材料、纳米电子学等诸多领域的应用,奠定了坚实的研究基础,同时也为碳纳米管的产业化规模发展提供了良好的技术储备[5]。 2 本课题研究的主要内容及采用的研究方案和方法 2.1 研究内容 本课题采用原位聚合方法合成聚苯胺/碳纳米管复合物。在苯胺的盐酸溶液中,用过硫酸铵作引发剂,在碳纳米管上原位聚合生成聚苯胺,制备出导电聚苯胺/碳纳米管复合材料薄膜。 2.2 研究目标 以羧基碳纳米管为原材料,首先把羧基碳纳米管酰氯化,然后对苯二胺和酰氯化的碳纳

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