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由于导电聚合物在电极材料、金属防腐、传感器等领域取得了显著的成果而倍受国内外研究者的广泛研究。在众多导电聚合物中基于聚吡咯(PPy)制备方法简单、环境稳定性好、电化学性能优异等众多优点,本论文以导电聚吡咯作为研究对象,制备了导电聚吡咯及其复合材料,并对所得材料的相关性能进行了进一步研究。 1.选用氨基磺酸(SA)和对甲苯磺酸(TSA)的复合酸作为掺杂酸,三氯化铁作为氧化剂,采用化学氧化聚合法制备得到复合酸掺杂的聚吡咯(SA-TSA-PPy),考察了复合酸的用量、反应温度、反应时间对产物导电性能的影响。研究结果表明:SA-TSA-PPy的电导率最高可达95.24 S/cm。 2.选用三氯化铁作为氧化剂,并以离子液体氯化1-羧甲基-3-甲基咪唑(CMMImCl)作为掺杂剂,采用化学氧化聚合法在离子液体环境中制备得到了PPy,研究了离子液体的添加量对PPy电导率和电容性能的影响。研究结果表明:制备得到的PPy电导率达到了31.75 S/cm,经电化学测试得知其比电容值达到220 F/g。 3.进一步采用化学氧化聚合法,CMMImCl为掺杂剂,在离子液体环境中制备得到了聚吡咯/还原石墨烯(PPy/RGO)复合材料,并与非离子液体环境下所得复合材料 PPy/RGO的电化学性能进行了比较。结果表明:离子液体环境下所得复合材料 C-PPy/RGO具有更好的电容性能。 4.以氮掺杂石墨烯(NGS)为核,制备了聚吡咯/氮掺杂石墨烯(PPy/NGS)复合材料,通过合成工艺的选择优化,研究了不同氮掺杂量的 NGS对 PPy/NGS复合材料电容性能的影响。结果表明:当 m氧化石墨:m尿素=1:50,在150℃下水热反应得到的 NGS制备所得 NGS/PPy复合材料具有更好的电容性能。基于以上研究结果,进一步考察了在离子液体环境下 PPy/NGS复合材料的比电容值,结果表明:离子液体下制备得到的复合材料比电容值有明显的提高。 本论文中通过红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、热失重(TG)、扫描电镜(SEM)、投射电镜(TEM)、四探针技术和CHI660E型电化学工作站等测试技术对样品表面官能团、晶型结构、热稳定性、微观形貌、电导率和电化学性能等进行了相关表征和测试。