新型導(dǎo)電聚苯胺的合成及其性能研究.pdf

1、一、乙醇對(duì)化學(xué)合成聚苯胺納米線的影響由于聚苯胺分子與乙醇分子間的氫鍵作用在很大程度上阻止了聚苯胺在聚合過(guò)程中發(fā)生團(tuán)聚，在適量乙醇存在下，用過(guò)硫酸銨((NH4)2S2O8)作氧化劑，在0.4moldm-3苯胺+1.0moldm-3鹽酸溶液中，化學(xué)合成制得了直徑大約為50nm、比較均勻的聚苯胺納米線。產(chǎn)物通過(guò)紅外光譜、紫外光譜、透射電鏡、熱重分析以及X—衍射進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：加入乙醇的量對(duì)聚苯胺的形貌有一定的影響，但其對(duì)聚苯胺電導(dǎo)率的

2、影響不是很明顯；當(dāng)乙醇與苯胺的體積比為1∶2時(shí)，更有利于獲得較為均勻、清晰的聚苯胺納米線。 二、乙醇對(duì)電化學(xué)合成聚苯胺性質(zhì)的影響在乙醇的影響下，通過(guò)循環(huán)伏安法聚合得到了相互交錯(cuò)的網(wǎng)狀聚苯胺納米纖維。研究了乙醇對(duì)沉積在兩種不同工作電極上聚苯胺性質(zhì)的影響。乙醇加入電解液中，可使苯胺發(fā)生氧化還原反應(yīng)的速度加快。通過(guò)紅外光譜、紫外光譜和掃描電鏡對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在掃描速率為60mVs-1時(shí)，制備聚苯胺納米纖維的

3、最佳合成條件為：電解液中含有0.04moldm-3苯胺，2.0moldm-3鹽酸和一定量的乙醇；掃描電勢(shì)范圍為-0.2～1.0V(vs.SCE)；當(dāng)采用鉑片和鍍鉑的石英玻璃片作為工作電極時(shí)，電化學(xué)聚合時(shí)間分別為15min和30min。在乙醇作用下制備的聚苯胺膜，其紫外—可見(jiàn)光譜中聚苯胺鏈的π-π*電子躍遷和醌環(huán)激發(fā)的能量降低。 三、三氯化釓—聚苯胺納米纖維的化學(xué)合成及其性質(zhì)研究聚苯胺能與一些重金屬離子和稀土陽(yáng)離子相互作用，稀土元

4、素特殊的電子性質(zhì)可能賦予其特異的物理、化學(xué)性能。在三氯化釓存在下，化學(xué)聚合獲得了聚苯胺納米纖維。通過(guò)紅外光譜、紫外光譜和掃描電鏡、差熱分析以及X-衍射等對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征。研究發(fā)現(xiàn)：釓離子能與聚苯胺鏈相互作用，使得聚苯胺性質(zhì)發(fā)生改變。溶液中三氯化釓的存在較大地提高了導(dǎo)電聚苯胺的電導(dǎo)率和結(jié)晶度。紅外光譜以及紫外光譜中波數(shù)的變化表明釓離子與聚苯胺鏈間存在相互作用。實(shí)驗(yàn)還研究了過(guò)硫酸銨用量對(duì)聚苯胺性質(zhì)的影響，當(dāng)三氯化釓與苯胺的摩爾比為2∶1，過(guò)硫

5、酸銨與苯胺的摩爾比為1∶1時(shí)，能夠制得更均勻、清晰的聚苯胺納米纖維。 四、磁場(chǎng)和稀土陽(yáng)離子存在下，電化學(xué)合成聚苯胺納米粒子及其性質(zhì)研究磁場(chǎng)能顯著影響一些包含自由基(對(duì))的化學(xué)反應(yīng)，能導(dǎo)致大多數(shù)有機(jī)聚合物和生物大分子產(chǎn)生定向排列。稀土元素具有特殊的電子結(jié)構(gòu)，順磁性離子的存在能極大地增強(qiáng)磁定向效應(yīng)、改善聚合物的性能。在不同稀土離子存在下，采用恒電位電解法，制得了直徑為50nm左右，非常整齊、清晰的聚苯胺納米粒子。文章研究了稀土陽(yáng)離子

6、和磁場(chǎng)對(duì)聚苯胺制備和性質(zhì)的影響。研究發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)能加速聚合反應(yīng)的進(jìn)行，稀土陽(yáng)離子的加入能夠增強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)聚苯胺性質(zhì)的影響。通過(guò)紅外光譜、紫外光譜和掃描電鏡對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征，并且研究了產(chǎn)物的電導(dǎo)率以及苯胺聚合的循環(huán)伏安圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明磁場(chǎng)對(duì)聚苯胺鏈能產(chǎn)生定向作用；由于靜電效應(yīng)，在稀土陽(yáng)離子和聚苯胺鏈間存在相互作用。另外，稀土陽(yáng)離子的加入使得聚苯胺電導(dǎo)率有所增加，并且三氯化釹和三氯化鉺對(duì)聚苯胺性質(zhì)的影響比三氯化鑭和三氯化釤更為明顯。 五、磁場(chǎng)

7、和三氯化鉺對(duì)電化學(xué)合成聚苯胺膜形貌的影響磁場(chǎng)能改變分子取向，大多數(shù)有機(jī)聚合物分子和生物大分子能夠沿著磁場(chǎng)方向定向排列，稀土鉺離子的磁矩為9.6B.M。順磁性稀土鉺離子摻雜到聚苯胺鏈上可以提高磁場(chǎng)對(duì)其的定向作用。采用恒電勢(shì)電解法，在磁場(chǎng)影響下電化學(xué)聚合得到了粒子大小均勻、粒徑為80nm左右摻雜了鉺的聚苯胺粒子，合成時(shí)控制電勢(shì)為0.7V(vs.SCE)。研究了磁場(chǎng)強(qiáng)度以及ErCl3濃度對(duì)電化學(xué)沉積在兩種不同鉑電極上聚苯胺性質(zhì)的影響。通過(guò)紅外