納米結(jié)構(gòu)的聚吡咯纖維和薄膜的可控制備研究.pdf

1、近年來(lái)，聚吡咯因在傳感器、電磁屏蔽材料、電極材料、催化劑、藥物載體以及防腐蝕等領(lǐng)域具有極其廣闊的應(yīng)用前景而引起了人們的廣泛關(guān)注。其中聚吡咯材料的微觀結(jié)構(gòu)形貌與其物性的緊密關(guān)系更是人們研究的重點(diǎn)，但如何實(shí)現(xiàn)聚吡咯材料形貌的可控制備卻一直是人們面臨的挑戰(zhàn)性的難題。
　　本文采用雙軟模板法制備聚吡咯納米材料，該部分研究分為兩個(gè)體系，以十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）和十二烷基硫酸鈉（SDS）為雙模板來(lái)制備聚吡咯納米顆粒（球）；以十二烷基苯磺

2、酸鈉（SDBS）和十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）為雙模板來(lái)制備聚吡咯納米纖維。在實(shí)驗(yàn)中，考察了單模板法與雙模板法制備得到的聚吡咯形貌的區(qū)別，探索了摻雜酸的濃度及種類(lèi)、聚合時(shí)間、聚合溫度對(duì)聚吡咯形貌的影響。研究表明，在SDBS和SDS聚合體系中，隨著鹽酸濃度的增大，制備得到的聚吡咯納米顆粒尺寸逐漸增大，當(dāng)以檸檬酸為摻雜酸時(shí)，聚吡咯呈均一規(guī)整的類(lèi)球狀。CTAB與SDBS聚合體系，聚合時(shí)間越長(zhǎng)，聚吡咯納米纖維表面越致密；利用水熱法制備聚吡咯

3、，在相同條件下得到的是納米顆粒而不是納米纖維。
　　在氣液界面處采用界面聚合法制備聚吡咯超薄膜的實(shí)驗(yàn)中，考察了表面活性、氧化劑種類(lèi)及濃度、單體濃度、摻雜酸、聚合時(shí)間、聚合溫度等因素對(duì)界面處形成的聚吡咯薄膜形貌的影響。表面活性劑SDBS的加入改變氣液界面處的活性，降低了界面處的表面自由能，從而使得聚吡咯超薄膜更容易形成；隨著聚合時(shí)間的增加，聚吡咯薄膜中與液相接觸一側(cè)的表面粗糙度逐漸增大，而與氣相接觸一側(cè)的表面則保持均一光滑的形貌并無(wú)

4、明顯的變化；在以鹽酸為摻雜酸的聚合體系中得到厚度達(dá)20nm的聚吡咯超薄膜，由于鹽酸的摻雜作用，聚吡咯薄膜導(dǎo)電性得到極大的提高。
　　將吡咯單體水溶液進(jìn)行一定程度預(yù)氧化后再進(jìn)行氣液界面聚合，成功制備出聚吡咯超薄多孔膜。研究表明，單體的預(yù)氧化程度以及單體的濃度是決定聚吡咯多孔膜是否出現(xiàn)的關(guān)鍵因素。在添加SDBS的聚合體系中，隨著SDBS濃度的增加，聚吡咯多孔膜的孔洞尺寸逐漸減小且數(shù)量逐漸減少，當(dāng)SDBS濃度達(dá)到1mM時(shí)，多孔膜演變?yōu)闊o(wú)