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聚席夫碱/碳纳米管复合材料的制备及储锂性能

2021-12-21胡秀英毛冲冲曹志翔丁一鸣鲍克燕

材料工程 2021年12期
关键词:复合材料

胡秀英,毛冲冲,贺 畅,曹志翔,丁一鸣,鲍克燕

(1 江苏理工学院 化学与环境工程学院,江苏 常州 213001;2 陆军装备部驻济南地区军代室,济南 250021)

本工作采用活性分子单元作为形成聚合物链的连接体,以对苯二胺和对苯二甲醛为原料,采用一步缩合法制备出一种高共轭席夫碱聚合物。为进一步提高聚席夫碱的导电性能和稳定性,将二者结合,构建以碳纳米管(CNTs)为聚合物骨架的聚席夫碱复合材料,同时探讨材料的电化学性能。

1 实验

1.1 聚席夫碱材料的制备

原料为对苯二甲醛、对苯二胺和甲苯,均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司,纯度≥99%;碳纳米管购自中科时代纳米有限公司,纯度>98%。

将3 mmol对苯二甲醛和3 mmol对苯二胺溶于除水后的甲苯溶液中,再分别加入0%,1%,2%和5%(质量分数,下同)的碳纳米管,在110 ℃氮气条件下分水回流2~3 h。将产物用乙醇清洗数次,放入80 ℃的干燥箱中干燥12 h。得到的产物分别命名为PI,PI/CNT-1,PI/CNT-2和PI/CNT-3。

图1 聚席夫碱的合成路线Fig.1 Synthesis route of poly(Schiff base)

图2 PI材料的正面(a)和侧面(b)模型图Fig.2 Model diagrams of PI material front(a) and side(b)

1.2 表征

采用Nicolet 5700型傅里叶红外光谱仪对材料结构进行分析;采用JSM-6701F型扫描电子显微镜观察复合材料的表面形貌;采用D8 ADVANCE型X射线衍射仪表征材料的物相和晶体结构;采用Evolution Q50型热重分析仪对材料进行热重分析;采用ESCALAB250Xi型X射线管电子能谱分析仪分析材料表面元素成分。

1.3 电化学测试

聚席夫碱类电池材料由活性材料(PI或PI/CNT,60%),Super P(30%)、黏结剂PVDF(10%)组成,用研磨法将其混合均匀,并加入适量的N-甲基吡咯烷酮作为溶剂,研磨0.5 h后得到均匀黏稠的浆液,用拉膜器将浆液均匀涂抹于铜箔集流体上。将……

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