功能化碳納米管復合材料的構筑及在電催化中的應用.pdf

1、本論文圍繞碳納米管復合材料及相關性質(zhì)，綜述了碳納米管的功能化方法、復合材料的制備、性質(zhì)和應用研究的最新進展。我們設計并構筑了一系列碳納米管基復合材料和復合結構并對其電學、電化學等性質(zhì)進行了研究。文章主要內(nèi)容如下： (1)我們利用重氮反應成功地在多壁碳納米管的側(cè)壁引入了高密度的苯甲酸基團，并且在溶有對氨基苯甲酸修飾的多壁碳納米管(MWNTs)的苯胺溶液中，通過電化學共聚合法成功制備了多壁碳納米管(MWNTs)/聚苯胺(PANI)復

2、合膜。我們研究了MWNTs在苯胺單體中的分散性發(fā)現(xiàn)，對氨基苯甲酸功能化的多壁碳納米管在苯胺單體中均勻分散，溶液呈現(xiàn)為均一的黑色。說明MWNTs和苯胺間的連接非常緊密。相比較而言，沒有經(jīng)過功能化的MWNTs(p-MWNTs)靜置后很快就沉降下來，說明p-MWNTs與苯胺的連接不是很強。同時研究了鉑粒子在MWNT/PANI復合膜上的分散性和電催化性能。MWNTs的存在可以提高苯胺的聚合率，生成了平滑，規(guī)整且多孔的復合膜，對比于純PANI膜，

3、MWNT/PANI復合膜具有更高的電導率。此外，功能化過的MWNTs的引入使得復合膜有更大的比表面積和更多的活性部位來發(fā)生感應電流反應。同時，MWNT/PANI復合膜獨特的性質(zhì)和結構可以幫助Pt粒子更好地分散。因此，對于甲酸的氧化，Pt/MWNT/PANI復合膜顯示了非常好的電催化活性及穩(wěn)定性。說明MWNT/PANI復合膜是一種非常好的催化劑載體，有著廣泛的應用前景。 (2)我們在水溶液中將Pd納米粒子還原到對氨基硫酚修飾的多壁

4、碳納米管上，制得了高分散性的Pd-MWNT復合材料。Pd在多壁碳納米管表面形成了粒徑均勻，分散極好的納米粒子，并且對甲醛分子具有很好的電催化性能。Pd-fMWNT復合材料不僅具有良好的電催化活性還有很強的穩(wěn)定性。對氨基硫酚修飾的多壁碳納米管，可以避免貴金屬粒子只在缺陷處沉積，金屬粒子可以均勻的沉積在管的側(cè)壁上，這樣就可以獲得粒徑小而且分散均勻的金屬顆粒。對氨基硫酚通過C-C鍵牢固的嫁接在MWNT的表面，非常有利于納米粒子的沉積。這種方法