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掺溴聚苯胺及多壁碳纳米管掺溴聚苯胺复合材料的导电性能研究的任务书
一、选题背景
掺杂是一种常用的方法来改变聚合物的性质。掺杂聚合物中的杂质原子或团簇可以改善聚合物的电学性能，如导电性、半导体性质和电学响应性能等。其中，掺杂聚苯胺（PANI）是一种具有良好导电性能的聚合物，同时也具有优异的机械性能和化学稳定性。因此，PANI可以广泛应用于电池、柔性导电材料、EMI屏蔽材料以及生物传感器等领域。在应用中，PANI往往与其他纳米材料组成复合体系，以期获得更优异的电学性能。
碳纳米管（CNTs）是一类具有抗拉性高和导电性好的薄壁管状材料，其结构的独特性和优异性质使其成为了掺杂聚合物的理想选择。多壁碳纳米管（MWCNTs）具有较高的缺陷密度和异质性，经常会成为二次掺杂的对象。掺杂CNTs能够有效提高聚合物复合材料的导电性，但其导电性受CNTs的形状、长度、结晶度和CNTs本身缺陷等因素影响较大。因此，CNTs的化学修饰、分散和掺杂方法一直是研究领域的热点之一。
本次研究探讨的是掺溴聚苯胺及多壁碳纳米管掺溴聚苯胺复合材料的导电性能研究，主要目的是探究BrdopedPANI与MWCNTs双重掺杂后的导电性能表现及其影响因素，同时对比和分析单一掺杂PANI和PANI/MWCNTs复合材料的导电性能表现差异。
二、主要研究内容和目标
1.合成掺溴聚苯胺及多壁碳纳米管掺溴聚苯胺复合材料
选取扩散法为主要制备方法，通过掺杂Bromine达到调控掺杂度和增强PANI的导电性能，再加入1-2wt%的MWCNTs，通过嵌段法制备PANI/MWCNTs复合材料，控制MWCNTs的加入量达到最优的导电性能。
2.导电性能测试
通过静电纺丝技术获得不同掺杂度和不同复合量的PANI及PANI/MWCNTs复合材料，测量其电学性能参数（电阻率、导电率和电流密度等），分析双重掺杂后的PANI/MWCNTs复合材料导电性能表现与单一掺杂PANI和PANI/MWCNTs复合材料的导电性能表现差异，寻找影响导电性能的因素。
3.表征性能测试
通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等测试手段表征经掺杂处理后的PANI和PANI/MWCNTs复合材料的形貌、微观结构和成分，进一步分析掺杂对材料结构、形貌及分子排布的影响。
三、研究意义
本实验将探究双重掺杂后的PANI/MWCNTs复合材料导电性能的表现与单一掺杂PANI及PANI/MWCNTs复合材料的导电性能表现差异，为制备高效电子器件和柔性导电材料提供预备知识。同时，通过表征性能测试，了解掺杂对于材料结构、形貌及分子排布的影响，为控制和调控导电性能提供参考。
四、研究方法和步骤
1.合成掺溴聚苯胺及多壁碳纳米管掺溴聚苯胺复合材料
（1）选取原料及溶剂，并制备配方。
（2）制作掺杂剂，并与原材料混合。通过化学反应合成掺溴聚苯胺。
（3）加入MWCNTs，制作PANI/MWCNTs复合材料。
2.导电性能测试
（1）准备样品。
（2）测试电学性能。
（3）分析测试结果。
3.表征性能测试
（1）制备样品。
（2）通过SEM和TEM等测试手段表征样品微观结构和成分。
（3）分析测试结果。
五、预期结果和难点
预期结果：制备出导电性能更优异的掺溴聚苯胺及多壁碳纳米管掺溴聚苯胺复合材料，并分析其导电性能表现及对材料结构、形貌及分子排布的影响。
难点：掌握Bromine的掺入条件，获取合适的掺杂度；掌握MWCNTs的加入量，以达到最佳的导电性能表现。控制好掺杂后的PANI/MWCNTs复合材料的分散度，保证材料的稳定性。