三維織態(tài)自組裝聚吡咯膜的合成與表征.pdf

1、本征型導電高分子聚吡咯具有環(huán)境友好、導電率高、多樣化的制備手段以及形貌可控等獨特優(yōu)勢廣泛用于電極材料、化學傳感器、催化劑、藥物載體、電致變色以及電磁屏蔽等領域。隨著對聚吡咯材料研究深入，學者們發(fā)現(xiàn)導電聚合物的微觀形貌一方面與其比電容、導電率以及機械性能有著直接聯(lián)系，另一方面又決定于其制備手段。因此探索恰當聚合方法制備出適于材料性能發(fā)揮的形貌是目前研究的關鍵也是熱點。
　　本文采用界面聚合手段制備三維織態(tài)自組裝聚吡咯薄膜，通過添加不

2、同種類的表面活性劑改善界面區(qū)活性，形成多分散體系并引導聚吡咯分子進行自組裝沉積，調整聚合溫度改變界面環(huán)境，研究不同界面因素對聚吡咯自支撐膜物理化學性能的影響以及對成膜機理的探索。最后利用紅外光譜，掃描電鏡以及循環(huán)伏安法對樣品的分子結構、微觀形貌以及電學性能進行表征，得出最合適于電極材料應用的聚吡咯制備方案為：在0℃、水相中添加2.00g/L Twee n80條件下，通過界面聚合5h后得到聚吡咯薄膜，電導率為4.545S/cm。在1.00

3、mol/L NaNO3電解液中、掃描速率為50.0mV/s，測得樣品比電容為429.97F/g，循環(huán)1000次后比電容保留87.3％。
　　添加單組分表面活性劑對界面聚合制備自支撐聚吡咯膜的分子結構沒有影響但對微觀形貌以及比電容影響明顯。其中SDBS、CTAB、OP-10、Tween80和Span80影響下聚吡咯微觀形貌分別呈峽谷地貌型、柳絮型、囊泡堆積型、水藻型、和線團型特征結構；比電容方面CTAB效果最差，Tween80效果最

4、好，在濃度為2.00g/L時達到論文中所有實驗的最優(yōu)值。
　　通過在2.00g/L Twee n80條件下進行聚合溫度研究，結果表明：升高聚合溫度，樣品紅外光譜沒有出現(xiàn)明顯的過氧化或其他副產(chǎn)物峰位；微觀結構上，隨著溫度升高，Twee n80條件下的水藻型結構的尺寸變大，孔隙變小，最終趨向于囊泡堆積型結構轉變，比表面積分析顯示聚合溫度在0℃下樣品BET比表面積為106.3m2/g遠高于30℃下樣品BET比表面積的41.3m2/g；升

5、高聚合溫度，聚吡咯在熱穩(wěn)定性上存在優(yōu)越性，隨著溫度升高，樣品比電容呈下降趨勢，但下降趨勢減弱。
　　多組分復配實驗表明：樣品形貌以及其比電容受復配表面活性劑配方影響顯著。二元表面活性劑復配體系中，隨著HL B值連續(xù)升高，聚吡咯形貌從線團型特征構逐漸向水藻型特征結構演變；比電容隨HLB值的連續(xù)升高呈―W‖型關系曲線，當HLB值為9.0時，達到Twee n80/Span80復配體系的最優(yōu)比電容，為372.33F/g；三元表面活性劑復配