金属掺杂对碳纳米纤维结构及导电性能的研究

材料导报, 2015, 29(22): 87-104. doi: 10.11896/j.issn.1005-023X.2015.22.020

金属掺杂对碳纳米纤维结构及导电性能的研究

高大伟 ^1, , 王丽丽 ^2, , 陆振乾 ^3, , 王春霞 ^4, , 魏取福 ^5, , 付文秀 ^6, , 陆逸群 ^7,

1.盐城工学院纺织与服装学院,盐城224051;大连工业大学纺织与材料工程学院,大连116034

2.盐城工学院纺织与服装学院,盐城,224051

3.盐城工学院纺织与服装学院,盐城,224051

4.盐城工学院纺织与服装学院,盐城,224051

5.江南大学生态纺织教育部重点实验室,无锡,214122

6.盐城工学院纺织与服装学院,盐城224051;大连工业大学纺织与材料工程学院,大连116034

7.盐城工学院纺织与服装学院,盐城,224051

基金项目: 江苏省高校自然科学基金面上项目(15KJB430032) 盐城市农业科技指导性计划项目(YKN2014017) 国家自然科学基金青年基金(11305138,A020602)

关键词：静电纺丝 , 金属掺杂 , 碳纳米纤维 , 比表面积 , 电导率

Study on the Effects of Metal-doping on the Structure and Conductivity of Carbon Nanofibers

Keywords： eleotrospinning , metal-doping , carbon nanofiber , specific surface area , conductivity

以DMF为溶剂,利用静电纺丝法制备了PAN/Ni(OAc)2、PAN/Co(OAc)2和PAN/Cu(OAc)2复合纳米纤维,在250℃对复合纳米纤维进行预氧化处理,然后在800℃下进行碳化处理得到碳基复合纳米纤维.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和比表面与孔径分析仪(ASAP 2020)等对复合纳米纤维表面形貌和结构进行了表征,用四探针测试仪测试碳基复合纳米纤维的电导率.研究结果表明:高温处理后C/Co、C/Ni和C/Cu复合纳米纤维的直径比前驱体复合纳米纤维有所下降,部分纤维发生断裂,金属Co、Ni和Cu较均匀地分散在碳纤维内部.碳基复合纤维的比表面积和孔体积大大增加,分别为597 m2·g-1和0.297 cm3·g-1,C/Cu复合纳米纤维的导电率最高可达8.75 S/m.

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