聚吡咯/碳纳米管复合纳米材料的制备、表征及其气敏性能

摘要： 通过原位化学氧化聚合法成功制备了聚吡咯(PPy)包裹酸处理多壁碳纳米管(F-MWCNTs)的复合材料(PPy/F-MWCNTs). 对所制备的PPy/F-MWCNTs纳米复合材料, 分别采用傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、热重分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、比表面分析(BET)、场发射扫描电镜(FE-SEM)和透射电镜(TEM)进行表征. 实验结果表明: 在F-MWCNTs表面均匀包覆了一层约25~40nm厚的PPy, PPy/F-MWCNTs的比表面积较单一的聚吡咯提高了近3倍. 基于PPy/F-MWCNTs的气敏元件在室温下对NH3的气敏性能较单一聚吡咯和碳纳米管具有更高的灵敏度, 更短的响应时间以及更好的稳定性, 其中对体积浓度为200×10-6的NH3的灵敏度能达到1.9, 响应时间为135s. 另外与PPy包覆未经酸处理的MWCNTs相比, PPy/F-MWCNTs的灵敏度更高.