[发明专利]碳纳米管/导电聚合物复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本技术方案涉及一种碳纳米管/聚合物复合材料的制备方法，尤其涉及 一种碳纳米管/导电聚合物复合材料的制备方法。

背景技术

自1991年日本NEC公司的Iijima发现碳纳米管(Carbon Nanotube，CNT) 以来(Iilima S.，Nature，1991，354，56-58)，立即引起科学界及产业界的极大重 视。碳纳米管具有优良的机械和光电性能，被认为是复合材料的理想添加物。 碳纳米管/聚合物复合材料已成为世界科学研究的热点(Ajjayan P.M.，Stephan O.，Colliex C.，Tranth D.Science.1994，265，1212-1215：Calvert P.，Nature，1999， 399，210-211)。碳纳米管作为增强体和导电体，形成的复合材料具有抗静电， 微波吸收和电磁屏蔽等性能，具有广泛的应用前景。

现有技术中的碳纳米管/导电聚合物复合材料中的碳纳米管多为棒状物， 而导电聚合物以颗粒的形式分布在碳纳米管的间隙中。当所述碳纳米管/导电 聚合物复合材料应用于超级电容器、太阳能电池的电极时，其中的导电聚合 物充放电时会引起体积收缩和膨胀，而碳纳米管的中空结构可缓解由上述导 电聚合物的体积收缩和膨胀引起的碳纳米管/导电聚合物复合材料的体积收 缩和膨胀，而且碳纳米管的高导电性可降低导电聚合物的电阻。因此，现有 技术中的碳纳米管/导电聚合物复合材料具有较好的导电性和较高的比电容 量(大于200法拉/克)。然而，现有技术中的碳纳米管/导电聚合物复合材料 通常采用将碳纳米管分散于硫酸及硝酸等强氧化性酸或表面活性剂中，之后 再与导电聚合物的单体进行电化学反应，并最终在工作电极上得到一碳纳米 管/导电聚合物复合材料的薄膜。通过强酸处理，会使得所述碳纳米管受到一 定程度的破坏，而使用表面活性剂处理会使得表面活性剂在最终的碳纳米管/ 导电聚合物复合材料中不易除去。因而，经强氧化性酸或表面活性剂处理后 得到的碳纳米管/导电聚合物复合材料的性能会受到影响。另外，由于碳纳米 管易团聚，目前一直不能很好的分散，故，现有技术所制备得到的碳纳米管/ 导电聚合物复合材料中的碳纳米管间通常没有形成良好的导电网络，且有些 相邻碳纳米管之间间距较大，相互间接触性较差，因而不能充分发挥碳纳米 管的优良导电性及导热性能，造成所述碳纳米管/导电聚合物复合材料的内阻 较大、比电容量较低。

有鉴于此，确有必要提供一种能够使碳纳米管均匀分散、并且不破坏碳 纳米管结构的碳纳米管/导电聚合物复合材料的制备方法。

发明内容

一种碳纳米管/导电聚合物复合材料的制备方法，其包括以下步骤：制备 一碳纳米管薄膜；以及采用电化学原位聚合法将导电聚合物复合在所述碳纳 米管薄膜上，获得一碳纳米管/导电聚合物复合材料。

与现有技术相比较，本技术方案提供的碳纳米管/导电聚合物复合材料的 制备方法具有以下优点：其一，由于碳纳米管薄膜中的多个碳纳米管均匀分 散且相互连接形成导电网络，故采用电化学原位聚合法将所述碳纳米管薄膜 与导电聚合物单体复合，所制得的碳纳米管/导电聚合物复合材料中碳纳米管 均匀分散。其二，由于采用电化学原位聚合法将所述碳纳米管薄膜与导电聚 合物单体复合，无需添加表面活性剂，使得碳纳米管/导电聚合物复合材料中 不包含表面活性剂。其三，本技术方案提供的碳纳米管/导电聚合物复合材料 的制备方法，不需要用强酸氧化碳纳米管，碳纳米管的结构完整，在制备过 程中不会破坏碳纳米管的结构。其四，采用电化学原位聚合法将所述碳纳米 管薄膜与导电聚合物复合，制备工艺简单，可实现连续、规模化生产，且成 本较低。

附图说明

图1是本技术方案实施例的碳纳米管/导电聚合物复合材料制备方法的 流程图。

图2是本技术方案实施例的包含无序碳纳米管的碳纳米管/导电聚合物 复合材料的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本技术方案提供的碳纳米管/导电聚合物复合 材料的制备方法。

请参阅图1，本技术方案实施例提供一种碳纳米管/导电聚合物复合材料 的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一，制备一碳纳米管薄膜。