一种制备聚噻吩或其衍生物－多壁碳纳米管复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种制备聚噻吩或其衍生物－多壁碳纳米管复合材料的方法，涉及一种制备导电聚合物－碳纳米管复合材料的方法。本发明采用原位化学氧化聚合法制备聚噻吩或其衍生物－多壁碳纳米管复合材料。首先对多壁碳纳米管进行表面处理，使其能在氯仿中很好的分散，然后，将单体吸附在多壁碳纳米管上，再加入引发剂引发聚合反应，制备出所述复合材料。用这种方法制备的复合材料的结构是聚噻吩或其衍生物包覆在碳纳米管上形成以碳纳米管为核以聚噻吩或其衍生物为壳的核壳纳米线结构，其溶解性可以通过改变噻吩环上取代基的种类进行调节。这种材料可在光电显示、纳米器件、场发射器件等领域内取得应用。

主权项

1.一种制备聚噻吩或其衍生物-多壁碳纳米管复合材料的方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1，对多壁碳纳米管进行处理：(1)在80℃下，每克多壁碳纳米管用60ml 63％的HNO₃加热回流处理4小时，抽滤，再用蒸馏水反复洗涤，直至滤液变为无色；(2)将步骤(1)处理过的多壁碳纳米管加到蒸馏水、正庚烷和油酸的混合液中，超声分散混合均匀后加入98％的硫酸，在80℃下，继续加热回流1小时；上述各物的用量比为多壁碳纳米管质量_(g)∶蒸馏水体积_(ml)∶正庚烷体积_(ml)∶油酸质量_(g)∶浓硫酸体积_(ml)＝3∶40∶200∶40∶20；(3)将步骤(2)的混合物分液，除去水相，用蒸馏水反复洗涤油相，直至水相变为无色，即水相中不再含有多壁碳纳米管和检测无SO₄²⁺离子存在为止；(4)过滤步骤(3)所得的油相，然后，用无水乙醇反复洗涤直至滤液变为无色，在80℃下干燥5小时，研磨备用；步骤2，将步骤1处理过的多壁碳纳米管，按每克用600ml氯仿的量，加到氯仿中，超声分散3小时，使多壁碳纳米管均匀分散在氯仿中；步骤3，将单体加到步骤2的混合物中，搅拌2小时，使单体均匀分散在氯仿中，同时吸附在多壁碳纳米管上，所用单体为噻吩或其衍生物，结构式如下：其中R为烷基、烷氧基或酯基；R₁为烷基；步骤4，加入无水三氯化铁引发聚合反应，其用量为无水三氯化铁_(mol)∶单体_(mol)＝4∶1，然后在10℃下搅拌反应24小时；步骤5，反应完后过滤，先用无水甲醇洗涤至滤液变为无色后，再用蒸馏水洗涤至滤液变为无色，然后在50℃下真空干燥24小时，得到聚噻吩或其衍生物-多壁碳纳米管复合材料。