無模板自組裝法制備摻雜聚苯胺微-納米結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、導(dǎo)電高聚物微米/納米結(jié)構(gòu)是目前科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。聚苯胺因其具有高電導(dǎo)率、良好的環(huán)境穩(wěn)定性、易于合成及可控的物理化學(xué)性質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，引起了科學(xué)家的廣泛關(guān)注，已成一類最具開發(fā)前景的新型納米功能材料。本文主要工作是研究用無模板自組裝法制備摻雜聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)和電學(xué)、熒光、表面浸潤性能等。圍繞著影響導(dǎo)電聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)的反應(yīng)條件因素、改善聚苯胺的性能、探究功能化應(yīng)用等方面展開，取得的主要結(jié)論如下：
　　 ⑴采用簡化的無模板自組裝法制備

2、不同酸性氧化劑摻雜的聚苯胺，選用的酸性氧化劑為：過硫酸銨APS、氯化鐵FeCl3、硝酸鐵Fe(NO3)3和硫酸鐵FeE(SO4)3。其中酸性氧化劑同時(shí)起氧化劑和摻雜劑的雙重作用。通過改變反應(yīng)條件，發(fā)現(xiàn)影響聚苯胺納米結(jié)構(gòu)的因素主要有三個(gè)：苯胺單體與氧化劑的濃度；苯胺單體與氧化劑物質(zhì)的量之比；氧化劑的種類及氧化電位的高低。摻雜PANI的室溫電導(dǎo)率在10-2S/cm到100S/cm范圍，電導(dǎo)率-溫度依賴關(guān)系顯示出了半導(dǎo)體的性質(zhì)，電導(dǎo)率-溫度依

3、賴關(guān)系能很好的滿足Mott三維變程跳躍模型(3D Mott-VRH)。另外，不同氧化劑摻雜PANI壓片表面顯示具有親水性的行為。
　　 ⑵雖然聚苯胺具有比較優(yōu)良的電學(xué)性質(zhì)，但聚苯胺的光學(xué)性能并不突出。為了改善聚苯胺的光學(xué)性質(zhì)，采用一種新熒光物質(zhì)(TPA-BTD-BN)作為摻雜劑摻雜到聚苯胺主鏈上，制備了具有優(yōu)良電學(xué)和熒光性質(zhì)的聚苯胺納米結(jié)構(gòu)。紅外結(jié)構(gòu)表征證實(shí)得到了典型的聚苯胺。而且隨著熒光摻雜劑含量的增大，熒光信號(hào)增強(qiáng)。測得PA

4、NI/TPA-BTD-BN的室溫電導(dǎo)率大約為10-1～100S/cm。水接觸角實(shí)驗(yàn)顯示PANI/TPA-BTD-BN表面為親水性的。
　　 ⑶研究了常溫常壓時(shí)分別在水、乙醇和硝酸溶液作用下PANI-CSA薄膜電阻的變化，其中PANI-CSA薄膜為通過“摻雜-脫摻雜-再摻雜”方法制備的樟腦磺酸(CSA)摻雜聚苯胺導(dǎo)電薄膜。少量水分子進(jìn)入PANI-CSA薄膜電阻下降，增加了非晶區(qū)聚合物分子鏈和導(dǎo)電通道之間的載流子數(shù)，而過量水分子進(jìn)入