新型規(guī)整納-微米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電高分子的合成.pdf

1、導(dǎo)電高分子聚苯胺(PANI)和聚吡咯(PPy)納/微米結(jié)構(gòu)兼具有機導(dǎo)體和納米結(jié)構(gòu)的優(yōu)點,使其在分子導(dǎo)線、化學(xué)傳感、氣體分離膜等方面有廣泛的應(yīng)用前景。本文采用化學(xué)氧化聚合的方法,在不同條件下控制合成了不同形貌的PANI、PPy納/微米結(jié)構(gòu),系統(tǒng)地討論了反應(yīng)條件對產(chǎn)物形貌的影響,并對產(chǎn)物納/微米結(jié)構(gòu)的形成機理進行了初步的探討。主要研究如下:
　　 (1)在乙酸鎘(Cd(Ac)2)存在下,以過硫酸銨(APS)為氧化劑,溫度為0℃時,氧

2、化聚合苯胺單體得到了表面為纖維陣列結(jié)構(gòu)的中空棒狀PANI,且此棒狀產(chǎn)物為自組裝和“模板”共同作用所得。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)苯胺濃度為O.5 M,Cd(Ac)2與苯胺濃度比為1.5:1時,體系中原位生成白色沉淀模板,且此模板為水溶性,隨著反應(yīng)的進行沉淀自行排除。討論了體系中Cd(Ac)2與苯胺濃度比、以及苯胺單體濃度、溫度、攪拌狀態(tài)等對產(chǎn)物形貌和結(jié)構(gòu)的影響,并對其形成機理進行了初步的探討。(2)在陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和

3、陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)存在的條件下,以過硫酸銨(APS)為氧化劑,在溫度為15℃時氧化聚合吡咯(Py)得到了具有高結(jié)晶度的規(guī)整片狀結(jié)構(gòu)聚吡咯(PPy)。研究了體系中表面活性劑濃度對所得聚吡咯(PPy)形貌的影響,發(fā)現(xiàn)當(dāng)CTAB,SDS,Py單體濃度分別為0.01 M,0.01 M,0.03 M時所得片狀結(jié)構(gòu)產(chǎn)物較規(guī)整。初步探討了具有高結(jié)晶度片狀結(jié)構(gòu)聚吡咯的形成機理,兩種表面活性劑形成CTAB.SDS雙膠束的片狀模板,P

4、y單體以其為模板氧化聚合得到了片狀結(jié)構(gòu)的PPy。(3)在溫度12℃下,以CTAB為表面活性劑,丙烯酸(AA)為摻雜劑,氧化聚合Py得到了PPy納米線和納米帶。實驗中發(fā)現(xiàn),通過調(diào)節(jié)AA濃度可以控制合成PPy納米線或納米帶。系統(tǒng)地討論了體系中AA濃度,CTAB濃度,Py單體濃度以及溫度等對產(chǎn)物形貌的影響。實驗證明,部分AA被引發(fā)聚合形成PAA并與CTAB形成混合模板,控制合成PPy納米線與納米帶結(jié)構(gòu)。初步探討了兩種不同納米結(jié)構(gòu)的形成機理。(