利用热压还原法制备3D-W/rGO导电材料

武静,王丽,2,单晓飞,王喜明*

(1.内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院,呼和浩特 010018;2.内蒙古科技大学分析测试中心,内蒙古自治区 包头 014000)

木材是一种具有天然多孔通道结构,富含活性官能团—OH、—COOH的绿色可再生材料。木材可作为一种基质模板,将其与导电材料复合,可制备轻质绿色导电材料,同时,还可改善木材的尺寸稳定性,提高木材的机械性能,实现木材的高性能化和功能化[1-2]。当前,导电木材的研究以涂层法[3]、填充复合法[4]、炭化结晶法[5]及纳米材料复合法[6]为主。Shi等[7]通过表面涂层法研究了化学镀Ni-Fe-P单板导电性和电磁屏蔽性能,薄木的表阻率达到200 mΩ/cm2。侯俊峰等[8]利用填充法制备了不锈钢纤维填充导电膜片,利用叠层法在涂有脲醛树脂和丙烯酸树脂的表层纸上铺一层均匀的不锈钢纤维,并用热压法得到了体阻率为6.5×10-3Ω·cm的导电膜片。Ohzawa等[9]使用炭化结晶法得到孔隙率高达80%的多孔性木质陶瓷,将木材在高达1 000 ℃的高温条件处理后,把TiN渗入其中得到导电复合材料,其体阻率为10-3～10-4Ω·cm。姜雄峰等[10]采用纳米材料复合法,将rGO-PPD-MWCNT(还原性氧化石墨烯-苯二胺-多壁碳纳米管)作为导电填料填充到以环氧树脂为基质的涂料中,制备了一种体阻率为1.9×10-2Ω·cm的导电涂料,将其涂敷在木材上可起到表面导电的效果。上述方法大多是采用金属与木材相结合,制备的复合材料具有单向或表面导电性能,但存在生产工艺复杂且成本高的缺点。因此,研制一种新型三维导电材料意义重大。

近年来,以碳为主的导电材料,如石墨烯和碳纳米管等,因其具有较高导电性和机械强度而备受关注[11]。……