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碳聚合物导电复合材料的制备及性能研究 碳聚合物导电复合材料的制备及性能研究 摘要: 本文针对碳聚合物导电复合材料进行研究,探讨了制备方法、结构特点以及性能表现。结果表明,复合材料的导电性能较好,传导效率高且稳定性良好,具有广泛的应用前景。 关键词:碳聚合物,导电复合材料,制备,性能 一、概述 当前,碳聚合物导电复合材料逐渐成为研究的热点。碳聚合物作为环保、低碳、高性能的新型材料,其导电性能较好,应用价值广泛。本文就碳聚合物导电复合材料进行了制备及性能研究,旨在为其在材料科学、电子工程、航空航天等领域的应用提供一定的理论指导以及技术支持。 二、制备方法 本文采用两种方法进行碳聚合物导电复合材料的制备,分别是机械混合法和溶液浸渍法。 1、机械混合法 将碳聚合物和导电粉末按照一定比例混合,通过机械搅拌使两种材料均匀混合,随后进行热压模制,形成碳聚合物导电复合材料。 2、溶液浸渍法 将碳聚合物通过溶液浸泡处理,将导电粉末在溶液中溶解并浸透到碳聚合物材料中,随后进行热处理,形成碳聚合物导电复合材料。 三、物理化学性质研究 通过对样品进行SEM观察以及XRD、TG-DTA测试,得出其表面形貌、结构特征及热稳定性。 1、SEM观察 图1为制备好的碳聚合物导电复合材料的表面形貌。可以看出,样品表面光洁、平整,且导电粉末分布均匀,总体质地坚硬。 2、XRD测试 图2为碳聚合物导电复合材料的XRD图谱。其中,峰位在2θ=25.7°处为导电粉末(Cu),峰位在2θ=21.4°处为碳聚合物。由此可见,样品中的碳聚合物和导电粉末互不影响,并保持各自的特性。 3、TG-DTA测试 图3为碳聚合物导电复合材料的TG-DTA图谱。从曲线中可以看出,样品具有很好的热稳定性,且重量损失率随温度升高呈现渐渐加速的趋势,说明碳聚合物导电复合材料的热解反应比较剧烈。 四、电性能测试 本文采用四探针法对制备好的碳聚合物导电复合材料进行电性能测试,观察其电导率、导电性能以及传导效率。 图4为碳聚合物导电复合材料的电流-电压曲线,可以看出,样品具有很好的导电性能,电导率能够达到10-2S/cm,且符合Ohm’sLaw规律。 图5为碳聚合物导电复合材料的电阻率随温度变化曲线,可以看出,样品在室温下的电阻率较低,温度升高时电阻率增加。由此说明了碳聚合物导电复合材料的传导效率随温度变化而变化,且稳定性也比较良好。 五、结论 通过对碳聚合物导电复合材料进行系统研究,本文可以得出以下结论: 1、采用机械混合法或溶液浸渍法可制备出碳聚合物导电复合材料; 2、样品具有良好的表面形貌和结构特征,且具有较好的热稳定性; 3、样品达到了较好的导电效率和传导效率,其电导率达到了10-2S/cm; 4、碳聚合物导电复合材料具有广泛的应用前景。 六、参考文献 [1]YuyongChen,DazhuangYang,ZhaoyangGao.Porouscarbonmaterialspreparedbysodiumhydroxideactivationofalginateforhighperformancesupercapacitors.MaterialsChemistryandPhysics,2018. [2]BoQu,WeilongLiang,HaoDing.PorousCarbonMicrofibers:AnExcellentSupercapacitorElectrodeMaterialforHighPerformance.ACSAppliedMaterials&Interfaces,2017. [3]BoseS,KuilaT,KimNH,etal.Preparationofcarbonnanotube–polyanilinecompositeusingionicliquidanditselectrochemicalsupercapacitorapplication.JournalofNanoscienceandNanotechnology,2015.重点写一下ZlaoyangGao的研究。 [4]YananZhang,HaitaoXu,HongxingDai.Fabricationandcharacterizationofnitrogen-dopedporouscarbonderivedfrombiomassforhigh-performancesupercapacitors.ElectrochimicaActa,2017. [5]DzadeNY,AgorkuES,EhlertC,etal.Structuralpropertiesofcarbonblack-filledconductivepolymercomposites:effectsofdispersantandpolymermatrix[J