CN103923335A - Pedot:pss/高岭土纳米管复合材料及其制备方法 - Google Patents
Pedot:pss/高岭土纳米管复合材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103923335A CN103923335A CN201410192249.7A CN201410192249A CN103923335A CN 103923335 A CN103923335 A CN 103923335A CN 201410192249 A CN201410192249 A CN 201410192249A CN 103923335 A CN103923335 A CN 103923335A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pedot
- pss
- kaolin
- kaolin nanotube
- matrix material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
本发明涉及含孔洞的导电型纳米复合材料领域，公开了一种导电高分子/高岭土纳米管（HNTs）复合材料及其制备方法。本发明所得复合材料由导电高分子PEDOT:PSS和不导电的高岭土纳米管进行复合得到，其中高岭土纳米管质量为复合材料总质量的43.5-79.4%。本发明原料易得，操作简单，复合材料电导率高，比表面积大，既有有机和无机材料的不同优点，又有纳米材料的特性，充分实现了优势互补。PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料在温差电、电容器、电磁波等方面有极好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及导电纳米复合材料领域，尤其是PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料及其制备方法。
背景技术
近年来，既具有金属和半导体材料的光学特性又有聚合物良好的力学性能和可加工性的高分子导电材料引起了科学界和工业界的高度关注。在众多的导电聚合物中，由于PEDOT:PSS 具有良好的水溶性、稳定性和成膜性，电导率高，透光率好，以及独特的掺杂机制，使它成为应用前景良好的导电聚合物。
[以高岭土纳米管为代表的纳米复合材料，以其独特的结构和性能引起了研究人员的极大关注。 高岭土是一种天然形成的硅酸铝盐矿物，主要是空心层状结构，由一层硅氧四面体和一层铝氧八面体连接形成一个晶层单元，为1:1 型层状硅酸盐，其内表面带有正电荷，外表面带有负电荷。高岭土纳米管是高岭土的一种管状纳米材料，中空，两端开口，耐高温，耐酸，绝缘，长度在1-2 μm ，外径50 nm 左右，内径20-30nm 。将高岭土纳米管掺杂到PEDOT:PSS 分散液中，使PEDOT:PSSS 和高岭土进行复合，制备PEDOT:PSS/HNTs 复合材料，为本领域提供一种新型导电材料，对高岭土纳米管的开发利用及导电聚合物材料的发展具有重要意义，目前未见相关报道。
发明内容
本发明旨在提供一种导电效率高的新型PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料，使其既有有机和无机材料的不同优点，又有纳米材料的特性，实现优势互补；另一目的在于提供其制备方法。
为实现本发明目的，技术方法如下：
该纳米复合材料是由管状结构的高岭土纳米管和具有高导电性的PEDOT:PSS复合得到，
其中高岭土纳米管质量为复合材料总质量的43.5-79.4% 。
以下简称其为PEDOT:PSS/HNTs 复合材料。
所述 PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料的制备方法包括如下步骤：
（1）高岭土纳米管加入到PEDOT:PSS 分散液中，室温下快速搅拌，使其混合均匀；
（2）将上述分散液滴加到PET薄膜上，50℃-60℃ 加热1h ，120℃-130℃ 热处理，得到PEDOT:PSS/NTsH薄膜。
（3） PEDOT:PSS/HNTs 薄膜在甲酸中浸泡，140℃-150℃ 热处理 ，得到甲酸处理的PEDOT:PSS/HNTs 复合材料。
高岭土纳米管与PEDOT:PSS重量比为1:0.77 - 1:3.85 。高岭土纳米管粒度分布1-2 μm ，外径50-60 nm ，内径20-30nm。
本发明创新点在于：将导电高分子PEDOT:PSS 和不导电的高岭土纳米管进行复合，探讨了复合材料中添加高岭土含量对其电导率影响。
本发明的有益效果是：原料易得，组分配比容易控制，制备工艺简单易操作，复合材料中的高岭土纳米管有孔洞结构，与PEDOT:PSS 复合后，提高了材料的电导率，增加了复合材料的比表面积，优化了材料的电磁波性能，既有有机和无机材料的不同优点，又有纳米材料的特性，充分实现了优势互补。有望在电磁波，温差电、超级电容器等领域实现工业化生产和广泛应用。
附图说明
图1 是PEDOT:PSS/HNTs 复合材料的电导率与不同高岭土含量的关系。
图2 是甲酸浸泡PEDOT:PSS/HNTs 复合材料的电导率与不同高岭土含量的关系。
图 3 是本发明PEDOT:PSS/HNTs 复合材料的BET 吸附图。
图 4 是本发明PEDOT:PSS/HNTs 复合材料的UV-IR-Vis谱图。
图 5 是高岭土纳米管的XRD谱图。
图 6 是本发明PEDOT:PSS/HNTs 复合材料的XRD谱图。
图 7 是高岭土纳米管在40000倍下的扫描电镜图。
图 8 是本发明PEDOT:PSS/HNTs 复合材料表面在20000 倍下的扫描电镜图。
图 9 是本发明PEDOT:PSS/HNTs 复合材料表面在50000 倍下的扫描电镜图。
图 10 是本发明PEDOT:PSS/HNTs 复合材料截面在20000 倍下的扫描电镜图。
图 11 是本发明PEDOT:PSS/HNTs 复合材料截面在50000 倍下的扫描电镜图。
具体实施方法
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
高岭土纳米管（HNTs），甲酸均为市售品。
实施例一
将1.42g 高岭土纳米管（粒度分布长1-2 μm ，外径50 nm 左右，内径20-30nm ）掺杂到1.1402g PEDOT:PSS 分散液中，快速搅拌24h ，得到得均匀分散液A ，将分散液A 滴加到2cm×2cm PET 薄膜上，50℃ 加热1h ，120℃ 加热 15min 。采用四探针法测得该纳米复合材料的导电率为0.23 S.cm-1。将上述复合材料在甲酸中浸泡10 min ，然后140℃ 热处理5min ，测得甲酸浸泡的纳米复合材料的电导率为256.7 S.cm-1。比表面积为81.05 m 2 /g 。高岭土纳米管质量为复合材料总质量的 43.5 % 。
原材料PEDOT:PSS电导率为0.17 S.cm-1 。
实施例二
将1.1402g 高岭土纳米管（粒度分布1-2 μm ，外径50 nm 左右，内径20-30nm ）掺杂到1.1402g PEDOT:PSS 分散液中，快速搅拌24h ，得到得均匀分散液A ，将分散液A 滴加到2cm×2cm PET 薄膜上，60℃ 加热1h ，130℃ 加热 15min 。采用四探针法测得该纳米复合材料的导电率为0.34 S.cm-1。将上述复合材料在甲酸中浸泡10 min ，然后140℃ 热处理5min ，测得甲酸浸泡的纳米复合材料的电导率为211.4 S.cm-1。比表面积为81.05 m 2 /g 。高岭土纳米管质量为复合材料总质量的 60.1 % 。
原材料PEDOT:PSS电导率为0.17 S.cm-1 。
实施例三
将0.5701g 高岭土纳米管掺杂到1.1402g PEDOT:PSS 分散液中，快速搅拌24h ，得到得均匀分散液A ，将分散液A 滴加到2cm×2cmPET 薄膜上，50℃ 加热1h ，130℃ 加热 15min 。采用四探针法测得该纳米复合材料的导电率为0.51 S.cm-1。将上述复合材料在甲酸中浸泡10 min ，然后150℃ 热处理5min ，测得甲酸浸泡的纳米复合材料的电导率为70.1 S.cm-1。比表面积为81.05 m 2 /g 。高岭土纳米管质量为复合材料总质量的 69.8% 。
原材料PEDOT:PSS电导率为0.17 S.cm-1 。
实施例四
将0.38g 高岭土纳米管掺杂到1.1402g PEDOT:PSS 分散液中，快速搅拌24h ，得到得均匀分散液A ，将分散液A 滴加到2cm×2cm PET 薄膜上，60℃ 加热1h ，120℃ 加热 15min 。采用四探针法测得该纳米复合材料的导电率为0.57 S.cm-1。将上述复合材料在甲酸中浸泡10 min ，然后150℃ 热处理5min ，测得甲酸浸泡的纳米复合材料的电导率为40.3 S.cm-1。比表面积为81.05 m 2 /g 。高岭土纳米管质量为复合材料总质量的 75.5% 。
原材料PEDOT:PSS电导率为0.17 S.cm-1 。
实施例五
将0.3167g 高岭土纳米管掺杂到1.1402g PEDOT:PSS 分散液中，快速搅拌24h ，得到得均匀分散液A ，将分散液A 滴加到2cm×2cm PET 薄膜上，60℃ 加热1h ，130℃ 加热 15min 。采用四探针法测得该纳米复合材料的导电率为0.26 S.cm-1。将上述复合材料在甲酸中浸泡10 min ，然后150℃ 热处理5min ，测得甲酸浸泡的纳米复合材料的电导率为22.2 S.cm-1。比表面积为81.05 m 2 /g 。高岭土纳米管质量为复合材料总质量的 79.4 % 。
原材料PEDOT:PSS电导率为0.17 S.cm-1 。
Claims (5)
1.PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料，其特征是，该纳米复合材料由高岭土纳米管和PEDOT:PSS通过如下方法复合得到：
（1）首先将高岭土纳米管分散在PEDOT:PSS 分散液中，室温搅拌，使其混合均匀；
（2）将上述分散液滴加到PET上，50℃-60℃加热 ，120℃ -130℃热处理，得到PEDOT:PSS/高岭土纳米管薄膜；
（3）PEDOT:PSS/高岭土纳米管薄膜在甲酸中浸泡 ，140℃-150 ℃热处理 ，得到甲酸处理的PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料；
其中高岭土纳米管的质量为复合材料总质量的43.5-79.4%。
2.如权利要求1所述的PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料，其特征是，高岭土纳米管粒度分布1-2 μm ，外径50-60 nm ，内径20-30nm 。
3.制备权利要求1 或2所述的PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料的方法，其特征是，通过如下步骤实现：
（1）首先将高岭土纳米管分散在PEDOT:PSS 分散液中，室温搅拌，使其混合均匀；
（2）将上述分散液滴加到PET上，50℃-60℃加热 ，120℃ -130℃热处理，得到PEDOT:PSS/高岭土纳米管薄膜；
（3）PEDOT:PSS/高岭土纳米管薄膜在甲酸中浸泡 ，140℃-150 ℃热处理 ，得到甲酸处理的PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料。
4.制备权利要求3所述的PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料的方法，其特征是，高岭土纳米管与PEDOT:PSS重量比为1:0.77 --1:3.85 。
5.制备权利要求3或4 所述的PEDOT:PSS/高岭土纳米管复合材料的方法，其特征是，高岭土纳米管粒度分布1-2 μm ，外径50 -60nm ，内径20-30nm 。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410192249.7A CN103923335B (zh) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Pedot:pss/高岭土纳米管复合材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410192249.7A CN103923335B (zh) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Pedot:pss/高岭土纳米管复合材料及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103923335A true CN103923335A (zh) | 2014-07-16 |
| CN103923335B CN103923335B (zh) | 2016-03-30 |
Family
ID=51141746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410192249.7A Expired - Fee Related CN103923335B (zh) | 2014-05-08 | 2014-05-08 | Pedot:pss/高岭土纳米管复合材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103923335B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104744895A (zh) * | 2014-09-24 | 2015-07-01 | 郑州大学 | 一种导电聚合物与埃洛石纳米管复合吸波材料及其制备方法 |
| CN109036850A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-18 | 湖南艾华集团股份有限公司 | 固态电解质、固态电解质制备方法及固态电容 |
| WO2021060322A1 (ja) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | 日本製紙株式会社 | 非水電解質二次電池用結合剤、非水電解質二次電池用電極組成物、非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池 |
| CN113045935A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 武汉理工大学 | 一种应用于柔性电路的高热稳定性导电油墨及其制备方法 |
| CN113277784A (zh) * | 2020-07-14 | 2021-08-20 | 李焕醒 | 一种具有电磁波吸收功能的浮石混凝土 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011238871A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Oike Ind Co Ltd | 有機薄膜電極 |
| CN102621206A (zh) * | 2012-04-19 | 2012-08-01 | 江西科技师范学院 | 一种 pedot:pss复合修饰电极的制备方法 |
| CN102876040A (zh) * | 2012-10-08 | 2013-01-16 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法 |
-
2014
- 2014-05-08 CN CN201410192249.7A patent/CN103923335B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011238871A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Oike Ind Co Ltd | 有機薄膜電極 |
| CN102621206A (zh) * | 2012-04-19 | 2012-08-01 | 江西科技师范学院 | 一种 pedot:pss复合修饰电极的制备方法 |
| CN102876040A (zh) * | 2012-10-08 | 2013-01-16 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种聚苯硫醚复合材料及其制备方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104744895A (zh) * | 2014-09-24 | 2015-07-01 | 郑州大学 | 一种导电聚合物与埃洛石纳米管复合吸波材料及其制备方法 |
| CN109036850A (zh) * | 2018-07-27 | 2018-12-18 | 湖南艾华集团股份有限公司 | 固态电解质、固态电解质制备方法及固态电容 |
| WO2021060322A1 (ja) * | 2019-09-26 | 2021-04-01 | 日本製紙株式会社 | 非水電解質二次電池用結合剤、非水電解質二次電池用電極組成物、非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池 |
| CN113045935A (zh) * | 2019-12-26 | 2021-06-29 | 武汉理工大学 | 一种应用于柔性电路的高热稳定性导电油墨及其制备方法 |
| CN113277784A (zh) * | 2020-07-14 | 2021-08-20 | 李焕醒 | 一种具有电磁波吸收功能的浮石混凝土 |
| CN113277784B (zh) * | 2020-07-14 | 2023-04-14 | 苏州鱼得水电气科技有限公司 | 一种具有电磁波吸收功能的浮石混凝土 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103923335B (zh) | 2016-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Guan et al. | Biomass derived porous carbon (BPC) and their composites as lightweight and efficient microwave absorption materials | |
| Zhang et al. | An equivalent substitute strategy for constructing 3D ordered porous carbon foams and their electromagnetic attenuation mechanism | |
| Cheng et al. | Banana leaflike C-doped MoS2 aerogels toward excellent microwave absorption performance | |
| Zhang et al. | Morphology-control synthesis of polyaniline decorative porous carbon with remarkable electromagnetic wave absorption capabilities | |
| Zhang et al. | Two‐dimensional transition metal carbides and nitrides (MXenes): synthesis, properties, and electrochemical energy storage applications | |
| Jian et al. | High-temperature oxidation-resistant ZrN0. 4B0. 6/SiC nanohybrid for enhanced microwave absorption | |
| Wang et al. | Multifunctional 3D-MXene/PDMS nanocomposites for electrical, thermal and triboelectric applications | |
| Wang et al. | In situ generated Ni3Si2O5 (OH) 4 on mesoporous heteroatom-enriched carbon derived from natural bamboo leaves for high-performance supercapacitors | |
| Li et al. | Magnetized MXene microspheres with multiscale magnetic coupling and enhanced polarized interfaces for distinct microwave absorption via a spray-drying method | |
| Zhao et al. | Achieving sustainable ultralight electromagnetic absorber from flour by turning surface morphology of nanoporous carbon | |
| Liang et al. | Ultralight, flexible carbon hybrid aerogels from bacterial cellulose for strong microwave absorption | |
| Quan et al. | Cross-linking-derived synthesis of porous Co x Ni y/C nanocomposites for excellent electromagnetic behaviors | |
| Han et al. | Ti3C2 MXenes with modified surface for high-performance electromagnetic absorption and shielding in the X-band | |
| Chauhan et al. | High-performance supercapacitors based on polyaniline–graphene nanocomposites: Some approaches, challenges and opportunities | |
| Chen et al. | Flexible transparent supercapacitors based on hierarchical nanocomposite films | |
| De et al. | Polyindole booster for Ti3C2T x MXene based symmetric and asymmetric supercapacitor devices | |
| Zeng et al. | Hierarchical cobalt selenides as highly efficient microwave absorbers with tunable frequency response | |
| Yang et al. | Ultrafast self‐assembly of graphene oxide‐induced monolithic NiCo–carbonate hydroxide nanowire architectures with a superior volumetric capacitance for supercapacitors | |
| Zhao et al. | High-performance joule heating and electromagnetic shielding properties of anisotropic carbon scaffolds | |
| CN103923335B (zh) | Pedot:pss/高岭土纳米管复合材料及其制备方法 | |
| Li et al. | Activated carbon/ZnO composites prepared using hydrochars as intermediate and their electrochemical performance in supercapacitor | |
| He et al. | MXene films: toward high-performance electromagnetic interference shielding and supercapacitor electrode | |
| Yang et al. | Preparation of three-dimensional Mo2C/NC@ MXene and its efficient electromagnetic absorption properties | |
| Yang et al. | Crumpled nitrogen-doped porous carbon nanosheets derived from petroleum pitch for high-performance and flexible electromagnetic wave absorption | |
| Qian et al. | High performance epoxy resin with efficient electromagnetic wave absorption and heat dissipation properties for electron packaging by modification of 3D MDCF@ hBN |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160330 Termination date: 20200508 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |