聚噻吩多壁碳纳米管复合材料的导电性能.pdf

2007年第65卷化学学报Vo1．65，2007
第24期．2923~2928ACTACHIMICASDICANo．24，2923~2928

·研究论文·

聚噻吩／多壁碳纳米管复合材料的导电性能

王红敏晋圣松唐国强韩菲菲梁旦徐学诚
(华东师范大学纳米功能材料与器件研究中心上海200062)

摘要通过共混多壁碳纳米管(MWNTs)和聚噻吩(PTh)，制备了PTh／MWNTs复合材料，复合材料表现出良好的导电性
能(电导率达16．1S／m)．通过Raman，TG，XPS，UV—Vis等对复合材料进行了分析，结果表明，MWNTs和PTh之间存在
强的相互作用，M3~NTs上的离域电子与噻吩共轭主链上的电子之间形成．共轭，电子从MWNTs转移到聚噻吩，增
加了噻吩主链的有效共轭长度，提高了复合材料的导电性能．FESEM分析表明，MWNTs和它周围被掺杂的聚噻吩通过

．共轭作用结合在一起，形成相对独立的导电单元，在复合材料的导电体系中起到主要作用．
关键词聚噻吩；碳纳米管；掺杂；复合材料；电荷转移

ConductivePropertiesofPolythiophene／Multi-walledCarbon
NanotubesComposites，

WANG,Hong—MinJIN，Sheng—SongTANC~Guo—Qiang
HAN，Fei—FeiLIANG~DanXU，Xue—Cheng
(CenterofFunctionalNanomaterialsandDevices，EastChinaNormalUniversity，Shanghai200062)

AbstractMulti—walledcarbonnanotubes(MWNTs)wereusedasfillertopreparepolythiophene
(PTh)／MWNTscomposites，whichhaveahighconductingperformance(16．1S／m)．Ramanspectra，thermo—
gravimetric(TG)，X—rayspectroscopy(xPs)andultraviolet—visibleabsorptionspectra(UV-Vis)wereem—
ployedtocharacterizethesecomposites．TheresuRssuggestthatanintensiveinteractionbetweenMWNTs

andPThdoesexist．A兀．兀systemisformedbetweendelocalizedelectronsin^rNTsandthe兀．electronsin
theconjugatedchainof阿1．Theelectronstransferfrom1、Ⅵnto阿lthroughthis7r_兀system．whichCan
prolongtheefectivecon"ugatedchainofPThandimprovetheconductibilityofthecomposites．Fieldemis—
sionscanningelectronmicroscopy(FESEM)analysisindicatesthatⅥn1sarecombinedwiththedoped
PThtoformindividualconductiveunits．whichplayaroleintheconductingsystemofthecomposites．

Keywordspolythiophene；carbonnanotube；doping；composite；electrontransfer

导电高分子(CPs)复合材料由于其优异的性能在电分子磺化聚苯乙炔(SPPA)／CNTs复合材料的导电性能，
子、能源、生物等领域都有很好的应用前景，特别是电导率最高可达10一S／m，研究还表明两者之间存在
CPs／碳纳米管(CNTs)复合材料，具有很好的电学、光学相互作用．Konyushenko等【4】制备了导电高分子聚苯胺
性能，近年来成为人们研究的热点【lJ．Tchmutin等【2】以(PANI)／CNTs复合材料，CNTs含量在70％时复合材料达
CNTs为导电填料，制备了聚乙炔(PA)／CNTs复合材料，到最高的电导率25．4S／cm．
研究表明复合材料的电导率与填料的浓度有关，同时在聚噻吩(PTh)及其衍生物形成的复合材料，有良好
PA和CNTs之间存在电荷的转移．Xu等【3J研究了导电高的光电性能，与其它共轭高分子如聚苯胺(PANI)、聚吡

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ReceivedMay28，2007；re