納米形態(tài)聚苯胺的合成及碳化改性研究.pdf

1、作為一種新型的功能性材料，導(dǎo)電聚苯胺越來越受人們的廣泛關(guān)注，因為其不但具有獨特的摻雜機(jī)理，良好環(huán)境穩(wěn)定性等優(yōu)點，而且合成方法簡單，具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用空間。然而聚苯胺水溶性差、難熔融、加工性能差限制了聚苯胺的實用化進(jìn)程。
　　 將納米技術(shù)與導(dǎo)電聚苯胺的合成工藝相結(jié)合，即把聚苯胺制成納米材料。利用納米材料的量子效應(yīng)、尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)等特性，使聚苯胺的導(dǎo)電性和納米顆粒功能集于一體，能極大改善聚苯胺的熔融性、水溶性、加工性，拓展其應(yīng)

2、用前景。
　　 本文即以過硫酸銨(APS)為氧化劑，鹽酸為摻雜劑，通過微乳液法和直接聚合法兩種方法分別制備出具有不同納米結(jié)構(gòu)的聚苯胺。然后經(jīng)過預(yù)氧化和高溫碳化處理，將制備的聚苯胺納米纖維作為前驅(qū)體轉(zhuǎn)化成含氮碳納米纖維。另考察了聚合工藝條件和碳化處理溫度分別對聚苯胺形貌和電化學(xué)性能的影響。
　　 實驗結(jié)果表明，通過控制鹽酸、過硫酸銨以及苯胺的濃度配比，可以獲得球、空心管、纖維以及片狀等不同形貌的聚苯胺。利用微乳液聚合法可以

3、通過調(diào)節(jié)氧化劑的用量可以將聚苯胺納米纖維的長度控制在在幾納米到幾微米之間，得到厚度在2nm左右，大小1～2μm的片狀聚苯胺。而直接氧化法制備的聚苯胺纖維直徑約為50nm，長度在100nm左右。在中性條件下，可以制備出直徑在100nm左右的納米管。
　　 研究表明，經(jīng)氧化、碳化處理后的聚苯胺碳纖維形貌保持很好，尤其是700℃下，升溫速度為1℃/min所得到的樣品的形態(tài)以及電性能是最好。且碳化后樣品的電性能，比容量均比碳化前有所提高