基于浓硫酸掺杂的单壁碳纳米管透明导电膜的制备及性能研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zdx_comeon
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
单壁碳纳米管(SWCNT)透明导电膜作为ITO的潜在替代者,具有广阔应用前景,是SWCNT应用研究的热点之一。但目前,SWCNT透明导电膜的透明导电性还需要进一步提高。基于此,本课题通过浓硫酸掺杂SWCNT、分散剂的筛选及与导电高分子聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)复合等方式来提高SWCNT透明导电膜的透明导电性,并用适合大面积成膜的辊涂法制备出了均匀、透明导电性良好的SWCNT透明导电膜。最后,将浓硫酸掺杂的SWCNT分散液与水性聚氨酯分散体复合,制备出附着力和耐摩擦性良好,并且可直接应用于抗静电和电磁屏蔽中的SWCNT/PU复合导电膜(透光率80%以上,方块电阻在103~105Ω/sq之间)。   首先,以浓硫酸为掺杂剂,改变浓硫酸用量和水浴超声时间等工艺参数,得到不同掺杂状态的SWCNT。XPS、Raman、TGA等表征手段表明:已实现了浓硫酸对SWCNT的插层掺杂。75 mg SWCNT在50 ml98%浓硫酸中水浴超声6h为最佳掺杂条件。此时,掺杂SWCNT中含有5wt%左右的硫酸可使透明导电膜的方块电阻下降30%左右,此结果表明:浓硫酸掺杂提高了SWCNT透明导电膜的导电性。   随后,选择了四种不同类型的分散剂:十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、羧甲基纤维素钠(CMC)、非离子型表面活性剂(TNWDIS)及双十二烷基四甲基溴化铵(12-2-12)对掺杂SWCNT进行分散。研究了四种分散剂对掺杂SWCNT的分散性、透明导电性、成膜均匀性的影响,以及四种分散剂在透明导电膜中的可去除性。研究结果表明:CMC具有最好的分散效率、透明导电性和成膜均匀性,但只能用浓硝酸浸泡去除;TNWDIS的分散效率和透明导电性其次、成膜均匀,但只能用浓硝酸浸泡去除;12-2-12分散效率和透明导电性次之、可在无水乙醇中浸泡去除,但成膜均匀性较差;SDBS可在热水中浸泡去除,但分散效率、成膜均匀性和透明导电性最差。最后,具有最好透明导电性的SWCNT/CMC透明导电膜在80%透光率时,方块电阻可达900Ω/sq,经过浓硝酸浸泡去除分散剂后,方块电阻降低到250Ω/sq。   为了进一步提高透明导电膜的透明导电性,将掺杂后的SWCNT分散液与导电高分子PEDOT∶PSS分散液相互混合,以制备SWCNT/PEDOT复合透明导电膜。研究发现:透明导电性最好的SWCNT:CMC分散液与PEDOT∶PSS混合发生絮凝;透明导电性其次的SWCNT∶TNWDIS分散液与PEDOT∶PSS具有较好的复合稳定性。另外,当PEDOT的含量在0~40%时,和SWCNT/TNWDIS透明导电膜相比,SWCNT/PEDOT复合导电膜的导电性变化小;而当PEDOT含量在60%时,SWCNT/PEDOT复合透明导电膜方块电阻下降一个多数量级,导电性大大提高。但主要体现PEDOT∶PSS的高导电性。   最后,将SWCNT∶CMC分散液与水性聚氨酯分散体复合制备SWCNT/PU复合透明导电膜。研究结果表明:当复合导电膜中SWCNT含量为5wt%时,复合导电膜具有良好的附着力和耐摩擦性,此时复合导电膜的透光率在80%以上,方块电阻在103~105Ω/sq之间。这种导电膜可直接应用于对导电性要求较高的抗静电及电磁屏蔽中。  
其他文献
体育产业已成为我国经济新常态背景下重点培育的产业之一,而体育娱乐用品作为体育产业的重要组成部分,其价格指数成为市场重要的晴雨表,引发了人们的广泛关注。本文通过对200
最近,继全国税务系统党风廉政建设工作会议和省纪委九次全会之后,我省国税系统党风廉政建设工作会议又在合肥隆重召开。这些会议给我们强烈的信息就是:当前,党和政府高度重视党风
在社会经济飞速发展的今天,现代化高素质人才需求成为企业和相关事业单位对人才引进和进一步培养的一个重要发展问题,企业和相关事业单位对现代化人才需求的量化考核由此变得
卟吩是一种具有共轭体系的环状化合物,大环四周有十二个活性部位的碳能与多种取代基连接形成不同的卟啉化合物,中心氮原子可与多种金属原子反应得到金属卟啉配合物。通过改变活性部位碳链的种类、长度以及中心金属离子可合成不同的卟啉材料。卟啉及其金属配合物具有许多特殊的物理化学性质,其中卟啉在液晶材料方面的应用有广阔的前景。本文从合成四苯基卟啉开始,将其与氯磺酸反应,制得meso-四(4-氯磺苯基)卟啉,mes
脸红是一种生理现象,脸红也是一个人知耻的表现。古人有诗曰:“腼面颜于其间,汗下如流浆。”陈毅同志也曾诗云:有草名含羞,人岂能无耻!现实生活中,人们又往往用“汗颜”、“脸红”表
近年来,人类面临着越来越严峻的环境污染问题,如水污染,严重影响人类身体健康和社会发展。当前,高效去除水中有害污染物已引起广泛的关注且成为研究热点。以纤维素为原料制备水处
光动力疗法在肿瘤治疗和致病菌灭活领域展现出重要发展前景。本论文围绕发展新型光动力抗癌药物体系,借助葫芦脲独特的超分子包结能力,构建了葫芦脲-光敏剂以及葫芦脲-荧光成像
在媒体技术飞速发展及媒体市场逐步完善的大背景下,多元化的收视环境已经形成,广大受众的收视消费选择更加多样化。为了形成品牌优势,赢得广大受众认可,电视栏目制作部门及相
随着对环境微生物研究的深入,人们对微生物的认识水平不断提高。人们利用有益微生物的同时,也时刻警惕着致病微生物的危害。据《WHO》报道,全世界因细菌传染致使死亡的人数约占
应用直流电回馈技术和虚拟仪器技术研制了矿用减速器性能试验台,介绍了试验台的组成及其测控系统,该试验台大大地提高了矿用减速器试验台和试验过程的技术水平。 The applic