本发明专利技术提供一种对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料及其制备方法。该对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料包括：作为基底的多壁碳纳米管；和作为包覆层的聚吡咯；其中，所述对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料由吡咯在氧化剂及掺杂剂的作用下包覆在多壁碳纳米管的表面制成，并且在制备过程中十二烷基苯磺酸钠作为分散剂。过程中十二烷基苯磺酸钠作为分散剂。过程中十二烷基苯磺酸钠作为分散剂。
【技术实现步骤摘要】
对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料
[0001]本专利技术涉及电磁波吸收复合材料领域，具体涉及一种对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料。
技术介绍
[0002]随着雷达探测技术的发展以及电磁污染的日益严重，具有高效、轻质特性的电磁波吸收材料（吸波材料）具有重要意义。复杂的电磁环境要求吸波材料具有“厚度薄、质量轻、吸波频带宽、反射损耗能力强”的性能。由于具有吸收强、频带兼容性好、形态结构可控制、质量轻、导电性可调等优点，因此碳纳米管成为了最具发展潜力的吸波材料之一。但由于碳纳米管介电常数过高且容易产生团聚现象，所以导致碳纳米管吸波涂层阻抗匹配较低，电磁波辐射到其表面会出现明显的趋肤效应，产生界面反射，降低吸波性能，从而限制了其应用场景。
技术实现思路
[0003]为了解决碳纳米管容易产生团聚、阻抗匹配低的技术问题，本专利技术提供一种对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料，以提高碳纳米管的阻抗匹配，且该对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料吸波效果好。
[0004]本专利技术的基本思路是：是以多壁碳纳米管为基体材料，以十二烷基苯磺酸钠为分散剂，对甲苯磺酸为掺杂剂，采用原位聚合法制备聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料。分散剂主要解决多壁碳纳米管的团聚问题，以聚吡咯为多壁碳纳米管表面的包覆层，通过掺杂酸改变聚吡咯的包覆形态，从而调整多壁碳纳米管的阻抗匹配，提高其吸波性能。
[0005]本专利技术提供一种对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料，其包括：作为基底的多壁碳纳米管；和作为包覆层的聚吡咯；其中，所述对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料由吡咯在氧化剂及掺杂剂的作用下包覆在多壁碳纳米管的表面制成，并且在制备过程中十二烷基苯磺酸钠作为分散剂。
[0006]可选地，所述吡咯采用原位聚合法包覆在所述多壁碳纳米管的表面。
[0007]可选地，所述氧化剂为过硫酸铵，所述掺杂剂为对甲苯磺酸。
[0008]可选地，所述对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料为双层棒状结构。
[0009]本专利技术还提供一种对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）取一定量的多壁碳纳米管和十二烷基苯磺酸钠，溶解于去离子水，超声处理获得均匀分散的溶液A；（2）将对甲苯磺酸溶于去离子水，加入过硫酸铵，获得作为氧化剂的酸溶液B；（3）将吡咯加入所述步骤（1）所获得的溶液A中，超声处理获得溶液C；
（4）将作为氧化剂的酸溶液B缓慢滴加至溶液C，持续冰水浴搅拌，抽滤洗涤并干燥后获得对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料。
[0010]可选地，在所述步骤（1）中，所述多壁碳纳米管与所述十二烷基苯磺酸钠的质量比为1:5~1:1，超声时间为30
‑
60min。
[0011]可选地，在所述步骤（2）中，所述对甲苯磺酸与所述过硫酸铵的质量比为1:1~5:1。
[0012]可选地，在所述步骤（3）中，所述多壁碳纳米管与所述吡咯的质量比为1:10~1:1，超声时间为10
‑
30min。
[0013]可选地，在所述步骤（4）中，所述冰水浴搅拌时间为6
‑
12h，干燥温度为60
‑
80℃。
[0014]可选地，在所述步骤（4）中，所述洗涤为去离子水和无水乙醇交替洗涤。
[0015]由以上技术方案可知，本专利技术的有益技术效果体现在以下方面：（1）本专利技术中引用十二烷基苯磺酸钠，可以起到分散剂的作用，有效解决多壁碳纳米管的团聚现象，加快反应速度，提高制备效率和反应收率。
[0016]（2）本专利技术将有机导电聚合物聚吡咯和多壁碳纳米管进行复合，制备的双层棒状结构的纳米复合材料，有效改善了多壁碳纳米管的阻抗匹配，且复合材料具有界面效应、量子效应，极大的提升了材料的吸波性能，为本领域提供一种了新型复合材料，同时为碳纳米管的开发利用及发展有重要意义。
[0017]（3）本专利技术制备方法简单，节约能源、能耗低、无环境污染、产物纯度高、产量高，为实现工业化生产提供了可能，同时为吸波材料的研究提供了一种新的途径。
附图说明
[0018]以下附图仅对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。
[0019]图1是多壁碳纳米管扫描电镜图；图2是对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料扫描电镜图；图3是对比例中多壁碳纳米管吸波性能测试结果图；图4是实施例1中对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料吸波性能测试结果图。
具体实施方式
[0020]为了对专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本专利技术的具体实施方式。
[0021]在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。
[0022]在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。除非另有说明，本文中的数值范围不仅包括其两个端点内的整个范围，也包括含于其中的若干子范围。
[0023]本专利技术的实施例提供一种对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料，其中该复合材料以多壁碳纳米管作为基底材料，以十二烷基苯磺酸钠作为分散剂，使得吡咯在氧化剂及掺杂剂的作用下可以采用原位聚合法包覆在多壁碳纳米管的表面而在多壁碳纳米管的表面上形成聚吡咯包覆层，从而制备而成。该氧化剂可以为过硫酸铵，该掺杂剂可以
为对甲苯磺酸。
[0024]该对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料以聚吡咯为多壁碳纳米管表面的包覆层，通过掺杂酸改变聚吡咯的包覆形态，从而调整多壁碳纳米管的阻抗匹配，提高其吸波性能。
[0025]本专利技术的实施例还提供一种对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料的制备方法，该方法可以由以下实施例具体实现。
[0026]实施例1本实施例一种对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料及其制备方法，包括如下步骤：（1）称取0.12g多壁碳纳米管和0.12g十二烷基苯磺酸钠于烧杯，加入100mL去离子水，超声分散60min，获得均匀分散的溶液A；（2）称取1.90 g对甲苯磺酸和1.90g过硫酸铵完全溶于去离子水中，获得作为氧化剂的溶液B；（3）量取0.12g吡咯（新蒸馏的）加入所获得的溶液A，超声分散30min，获得溶液C；（4）在冰水浴条件下控制反应温度为0
‑
5℃，边搅拌边将溶液B缓慢滴加至溶液C，持续冰浴搅拌反应6h，水和无水乙醇交替抽滤洗涤，80℃干燥24h，获得对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料。
[0027]从图1和图2中可以看出，当多壁碳纳米管被聚吡咯包覆后，在相同标尺的电镜图像中，多壁碳纳米管并未发生团聚，并且复合材料的管径大于多壁碳纳米管的管径，图4中可以看出，所制备的对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料在17.92GHz本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料，其特征在于，包括：作为基底的多壁碳纳米管；和作为包覆层的聚吡咯；其中，所述对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料由吡咯在氧化剂及掺杂剂的作用下包覆在多壁碳纳米管的表面制成，并且在制备过程中十二烷基苯磺酸钠作为分散剂。2.根据权利要求1所述的对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料，其特征在于，所述吡咯采用原位聚合法包覆在所述多壁碳纳米管的表面。3.根据权利要求1所述的对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料，其特征在于，所述氧化剂为过硫酸铵，所述掺杂剂为对甲苯磺酸。4.根据权利要求1所述的对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料，其特征在于，所述对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料为双层棒状结构。5.一种对甲苯磺酸掺杂聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）取一定量的多壁碳纳米管和十二烷基苯磺酸钠，溶解于去离子水，超声处理获得均匀分散的溶液A；（2）将对甲苯磺酸溶于去离子水，加入过硫酸铵，获得作为氧化剂的酸溶液B；（3）将吡咯加入所述步骤（1）所获得的溶液A中，超声处理获得溶液C；（4）将作为氧化剂的酸溶液B缓慢滴加至溶液C，持续冰水浴搅拌，抽滤洗涤并干燥后获得对甲...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯辉霞，张靓，吕金城，蒋海静，谭琳，陈娜丽，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：
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