有機(jī)酸摻雜聚苯胺納米管形成機(jī)理的研究.pdf

1、聚苯胺作為導(dǎo)電高分子，具有制備方法簡(jiǎn)單、質(zhì)子酸可摻雜、穩(wěn)定性好及導(dǎo)電性適中等優(yōu)點(diǎn)，并具有優(yōu)異的光、電、磁等方面的性質(zhì)，可應(yīng)用于電池、電容器、發(fā)光二極管、化學(xué)物質(zhì)及氣體傳感器等器件的制備，受到了研究者們的廣泛關(guān)注。當(dāng)然，不同合成方法得到的聚苯胺形貌、尺寸千差萬(wàn)別，其性質(zhì)也迥然不同。為實(shí)現(xiàn)聚合產(chǎn)物結(jié)構(gòu)及其形貌的精確可控就必須深入認(rèn)識(shí)影響相關(guān)過(guò)程的主要因素，特別是各種主要分子間相互作用力在聚集態(tài)結(jié)構(gòu)形成過(guò)程中扮演的主要角色。本論文嘗試?yán)迷?/p>

2、核磁共振技術(shù)并結(jié)合合成實(shí)驗(yàn)開(kāi)展了聚苯胺納米管形成機(jī)理的初步研究。
　　本論文主要開(kāi)展的工作有:
　　(1)通過(guò)一維核磁共振譜(1H NMR)、自旋-晶格弛豫時(shí)間(T1H)和擴(kuò)散系數(shù)(DOSY)等核磁共振的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，研究了不同水楊酸濃度下苯胺單體膠束內(nèi)主要物種的分子間作用規(guī)律。我們發(fā)現(xiàn)通過(guò)苯胺和苯胺正離子之間快速的質(zhì)子交換最終將苯胺單體聚集在水楊酸周圍形成球形膠束。在考察利用水楊酸存在下合成聚苯胺納米管的反應(yīng)體系中所形成的膠束

3、中發(fā)現(xiàn)，此體系明顯有別于傳統(tǒng)膠束體系的一個(gè)典型特征是膠束內(nèi)各主要物種的結(jié)合很疏松并且苯胺單體的運(yùn)動(dòng)能力很強(qiáng)，為認(rèn)識(shí)納米管的形成做了相關(guān)的鋪墊。
　　(2)改變反應(yīng)過(guò)程中乙酸與乙二酸的濃度、摻雜酸（乙酸、乙二酸和丙酸、丙二酸）羧基的數(shù)量、摻雜酸碳鏈的長(zhǎng)度（乙酸、丙酸和乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、乙二酸）合成了一系列摻雜聚苯胺。通過(guò)對(duì)比所合成聚苯胺的結(jié)構(gòu)、摻雜狀態(tài)、結(jié)晶性和形貌等方面的性質(zhì)，總結(jié)了相應(yīng)摻雜酸濃度、羧基數(shù)量和碳鏈長(zhǎng)度

4、與聚合物結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)關(guān)系:①改變摻雜酸濃度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)乙酸濃度對(duì)聚苯胺的形貌影響不大，而乙二酸濃度則對(duì)相應(yīng)產(chǎn)物的形貌有較大影響，并且發(fā)現(xiàn)形貌越均勻單一的產(chǎn)物往往其結(jié)晶性也越高。②改變摻雜酸羧基數(shù)量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)二元羧酸對(duì)聚苯胺形貌的影響是雙方面的:若碳鏈較短，二元羧酸對(duì)聚苯胺的形貌影響不僅僅是酸度上的影響，還有結(jié)構(gòu)上的影響;若碳鏈較長(zhǎng)時(shí)，二元羧酸對(duì)聚苯胺的形貌影響主要是以酸度上的影響為主。③改變摻雜酸碳鏈長(zhǎng)度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)無(wú)論是一元酸還