CN108597646A - 一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料，它是由下述重量份的原料组成的：十二烷基二甲基甜菜碱1‑2、棕榈酸钙0.8‑1、均苯四酸二酐4‑6、吡咯120‑140、过硫酸铵4.5‑6、异噻唑啉酮0.6‑1、活化碳纳米管10‑13，本发明通过聚合反应，实现碳纳米管在聚合物间的分散相容性，提高了成品材料的力学稳定性，本发明的材料导电性高，综合性能优越。

Description

一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料及其制备方法
技术领域
本发明属材料于领域，具体涉及一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料及其制备方法。
背景技术
聚吡咯是化学中的专有名词，是常见黑色、不溶、不熔、导电的聚合物，聚吡咯通常通过吡咯单体氧化聚合得到，电化学阳极氧化吡咯也是制备聚吡咯的有效手段；聚吡咯可用于生物、离子检测、超电容及防静电材料及光电化学电池的修饰电极、蓄电池的电极材料。此外，还可以作为电磁屏蔽材料和气体分离膜材料，用于电解电容、电催化、导电聚合物复合材料等，应用范围很广，自从被发现以来一直受到人们的关注；
然而导电聚吡咯材料的稳定性和力学性能差，为了改善和提高聚吡咯的性能，大量研究者将目光集中在聚吡咯与其他材料的复合上，近年来与碳纳米管等碳材料的复合广泛展开，研究结果表明与碳纳米管的复合能够大幅度的改善超级电容器的性能，然而碳纳米管有成本高、比电容低等缺点，因此本发明目的是研究一种全新的无机填料复合聚吡咯材料，以此来提高聚吡咯的稳定性强度和力学性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料，它是由下述重量份的原料组成的：
十二烷基二甲基甜菜碱1-2、棕榈酸钙0.8-1、均苯四酸二酐4-6、吡咯120-140、过硫酸铵4.5-6、异噻唑啉酮0.6-1、活化碳纳米管10-13。
所述的活化碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
取30-40重量份的碳纳米管，加入到其重量5-8倍的、96-98%的硫酸溶液中，升高温度为46-50℃，保温搅拌1-2小时，过滤，将沉淀水洗，与2-3重量份的蓖麻油酸混合，搅拌均匀，送入到烘箱中，在70-75℃下干燥20-30分钟，出料冷却，即得所述活化碳纳米管。
一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取均苯四酸二酐，加入到其重量10-14倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得酰胺溶液；
（2）取异噻唑啉酮，加入到其重量6-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与上述活化碳纳米管混合，升高温度为60-65℃，加入棕榈酸钙，保温搅拌1-2小时，得碳纳米管醇溶液；
（3）取过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；
（4）取上述碳纳米管醇溶液、酰胺溶液混合，搅拌均匀，加入吡咯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌4-5小时，出料，加入剩余各原料，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗，真空50-55℃下干燥1-2小时，冷却至常温，即得所述碳纳米管复合聚吡咯导电材料。
本发明的优点：
本发明首先将碳纳米管采用蓖麻油酸活化，然后分散到异噻唑啉酮的醇溶液中，然后以此为反应溶剂，以吡咯为单体，在引发剂作用下聚合，通过该聚合反应，实现碳纳米管在聚合物间的分散相容性，提高了成品材料的力学稳定性，本发明的材料导电性高，综合性能优越。
具体实施方式
实施例1
一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料，它是由下述重量份的原料组成的：
十二烷基二甲基甜菜碱1、棕榈酸钙0.8、均苯四酸二酐4、吡咯120、过硫酸铵4.5、异噻唑啉酮0.6、活化碳纳米管10。
所述的活化碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
取30重量份的碳纳米管，加入到其重量5倍的、96%的硫酸溶液中，升高温度为46℃，保温搅拌1小时，过滤，将沉淀水洗，与2重量份的蓖麻油酸混合，搅拌均匀，送入到烘箱中，在70℃下干燥20分钟，出料冷却，即得所述活化碳纳米管。
一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取均苯四酸二酐，加入到其重量10倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得酰胺溶液；
（2）取异噻唑啉酮，加入到其重量6倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与上述活化碳纳米管混合，升高温度为60℃，加入棕榈酸钙，保温搅拌1小时，得碳纳米管醇溶液；
（3）取过硫酸铵，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；
（4）取上述碳纳米管醇溶液、酰胺溶液混合，搅拌均匀，加入吡咯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌4小时，出料，加入剩余各原料，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗，真空50℃下干燥1小时，冷却至常温，即得所述碳纳米管复合聚吡咯导电材料。
实施例2
一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料，它是由下述重量份的原料组成的：
十二烷基二甲基甜菜碱2、棕榈酸钙1、均苯四酸二酐6、吡咯140、过硫酸铵6、异噻唑啉酮1、活化碳纳米管13。
所述的活化碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
取40重量份的碳纳米管，加入到其重量8倍的、98%的硫酸溶液中，升高温度为50℃，保温搅拌2小时，过滤，将沉淀水洗，与3重量份的蓖麻油酸混合，搅拌均匀，送入到烘箱中，在75℃下干燥30分钟，出料冷却，即得所述活化碳纳米管。
一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）取均苯四酸二酐，加入到其重量14倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得酰胺溶液；
（2）取异噻唑啉酮，加入到其重量9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与上述活化碳纳米管混合，升高温度为65℃，加入棕榈酸钙，保温搅拌2小时，得碳纳米管醇溶液；
（3）取过硫酸铵，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀；
（4）取上述碳纳米管醇溶液、酰胺溶液混合，搅拌均匀，加入吡咯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌5小时，出料，加入剩余各原料，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗，真空55℃下干燥2小时，冷却至常温，即得所述碳纳米管复合聚吡咯导电材料。

Claims (3)

1.一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：
十二烷基二甲基甜菜碱1-2、棕榈酸钙0.8-1、均苯四酸二酐4-6、吡咯120-140、过硫酸铵4.5-6、异噻唑啉酮0.6-1、活化碳纳米管10-13。
2.根据权利要求1所述的一种碳纳米管复合聚吡咯导电材料，其特征在于，所述的活化碳纳米管的制备方法包括以下步骤：
取30-40重量份的碳纳米管，加入到其重量5-8倍的、96-98%的硫酸溶液中，升高温度为46-50℃，保温搅拌1-2小时，过滤，将沉淀水洗，与2-3重量份的蓖麻油酸混合，搅拌均匀，送入到烘箱中，在70-75℃下干燥20-30分钟，出料冷却，即得所述活化碳纳米管。
3.一种如权利要求1所述的碳纳米管复合聚吡咯导电材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取均苯四酸二酐，加入到其重量10-14倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得酰胺溶液；
（2）取异噻唑啉酮，加入到其重量6-9倍的无水乙醇中，搅拌均匀，与上述活化碳纳米管混合，升高温度为60-65℃，加入棕榈酸钙，保温搅拌1-2小时，得碳纳米管醇溶液；
（3）取过硫酸铵，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；
（4）取上述碳纳米管醇溶液、酰胺溶液混合，搅拌均匀，加入吡咯，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为65-70℃，加入上述过硫酸铵水溶液，保温搅拌4-5小时，出料，加入剩余各原料，搅拌均匀，过滤，将沉淀水洗，真空50-55℃下干燥1-2小时，冷却至常温，即得所述碳纳米管复合聚吡咯导电材料。
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CN110922592A (zh) * 2019-12-15 2020-03-27 泉州嘉宸科技有限公司 一种埃洛石纳米管负载表面活性剂/导电聚吡咯复合型抗静电剂及其制备方法和应用

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