【摘 要】
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聚苯胺(PANI)具有结构多样性、易制备、以及独特的掺杂/解掺杂性能使其成为良好的有机热电材料。但是其电导率和Seebeck系数较低,本文通过控制苯胺单体(Ani)和过硫酸铵(APS)
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聚苯胺(PANI)具有结构多样性、易制备、以及独特的掺杂/解掺杂性能使其成为良好的有机热电材料。但是其电导率和Seebeck系数较低,本文通过控制苯胺单体(Ani)和过硫酸铵(APS)投料比,考察不同氧化剂比例对PANI薄膜热电性能的影响;采用一维碳纳米纤维(CNFs)对其进行有机无机复合改性研究。通过改变初始反应中苯胺单体和氧化剂APS的摩尔比,制备出一系列氧化程度不同的PANI,而后采用溶液浇铸法制备薄膜,研究各薄膜热电性能。实验发现,当APS/Ani为1:1时,制备的PANI热电性能最好,电导率高达228 S cm-1;采用机械搅拌和超声的方式制备了 CNFs/PA]NI复合材料,TEM表征看出CNFs和PANI分子间简单的搭接在一起,CNFs分布也不均匀,最终CNFs/PANI复合材料电导率下降较多,热电性能较纯PANI薄膜低;通过原位聚合PANI的方式制备PANI@CNFs复合材料。研究表明相比于直接混合法制备PANI/CNFs复合材料,原位聚合法合成的PANI@CNFs更能改善PANI的热电性能。碳化后的CNFs表面有较多官能团,CNFs容易吸附苯胺单体,使得CNFs表面包覆的PANI形貌较好,其沿着CNFs表面均匀排列,自聚合的PANI也较少。当CNFs重量分数达到19%时,获得最大电导率可达395 S cm-1,薄膜拉伸强度高达13.6±0.68 Mpa。
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