三氧化鉬-聚苯胺插層復(fù)合材料的制備及其研究.pdf

1、無機(jī)層狀化合物與有機(jī)組分在分子水平上的復(fù)合，制備具有特殊功能的復(fù)合材料近年來引起人們廣泛關(guān)注。人們在有機(jī)組分的選擇上，從簡單的小分子發(fā)展到具有特殊功能的共軛聚合物，在插層制備領(lǐng)域邁出了重要的一步。其中，無機(jī)層狀化合物與聚合物的復(fù)合可激發(fā)出許多優(yōu)異的機(jī)械、電等性能，在耐磨材料、電極材料、特殊功能材料等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用價(jià)值，是一類極具誘人前景的功能材料。本論文在總結(jié)以往聚苯胺插層無機(jī)物制備納米復(fù)合材料的文獻(xiàn)基礎(chǔ)上提出了本研究的選題背景，將

2、苯胺插入層間后在空氣中聚合制備了MoO3/PANI插層復(fù)合材料，并使用XRD，SEM，IR,TGA-DSC，電性能和磁性能測試等分析手段進(jìn)行了相關(guān)研究。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，本工作分為四個(gè)部分： 1.突破了水合鋰/鈉預(yù)插層并還原MoO3的傳統(tǒng)制備方法的束縛，使用極性相似的十二烷基胺為插層劑，在無水乙酸中與苯胺交換，生成具有清晰層狀形貌和較好熱穩(wěn)定性的三氧化鉬/苯胺(MoO3/ANI)插層復(fù)合物。苯胺插入后，MoO3的層間距從0.692增

3、至1-318 nm，自由層間距為0.626 nm，苯胺以苯環(huán)垂直于無機(jī)層板單層排布的方式存在于MoO3層間，-NH2分別指向上下層板。 2.將上述方法制備的MoO3/ANI復(fù)合物置于空氣中，熱處理引發(fā)層間苯胺聚合，生成MoO3/PANI插層復(fù)合材料。層間苯胺聚合后，MoO3的層間距從1.318nm減至1.127 nm，自由層間距為0.435 nm。與以往MoO3/PANI復(fù)合材料不同，本研究中層間苯胺在聚合過程中進(jìn)行了一定角度的

4、翻轉(zhuǎn)，生成的是層間聚苯胺單鏈以平行于MoO3層板存在的插層復(fù)合物。該復(fù)合物具有清晰的層狀形貌和較高的熱穩(wěn)定性，聚苯胺鏈的失重溫度在749℃左右。 3.將上述制備的MoO3/PANI插層復(fù)合材料在0.5 M Li2SO4水溶液中進(jìn)行了循環(huán)伏安和交流阻抗等電化學(xué)性能測試，結(jié)果表明：MoO3/PANI復(fù)合材料的電化學(xué)活性主要表現(xiàn)為Li+在MoO3層間的嵌入與脫出；PANI插入MoO3層間后并沒有改變其氧化還原特征，但促進(jìn)了電子和/或鋰