聚苯胺微-納米結(jié)構(gòu)的合成及其結(jié)構(gòu)表征.pdf

1、導(dǎo)電聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)因其高度共軛的分子結(jié)構(gòu)，類金屬的電導(dǎo)率，易制備以及良好的環(huán)境穩(wěn)定性等特點(diǎn)，在納米材料和納米器件上具有廣泛應(yīng)用前景，引起了科學(xué)家的極大關(guān)注，成為導(dǎo)電聚合物納米材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。合成導(dǎo)電聚合物的微/納米結(jié)構(gòu)通常采用“模板”法及“無(wú)模板”法。“模板法”中，由于模板的使用，使得該方法不僅合成步驟復(fù)雜，而且成本較高。“無(wú)模板”自組裝法雖然無(wú)須使用模板，但其可控性和制備有序結(jié)構(gòu)方面有待更深入的研究?！敖缑婢酆稀笔亲罱岢龅暮?/p>

2、成聚苯胺納米纖維的新方法，該方法不僅簡(jiǎn)單、實(shí)用，而且納米纖維的形貌均一，產(chǎn)率高。但是，該法所采用的有機(jī)溶劑如甲苯、氯仿等不僅易揮發(fā)而且都有毒性，對(duì)環(huán)境造成一定的危害。因此，尋找一種新型無(wú)污染的溶劑是界面聚合法亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。同時(shí)，探尋更為簡(jiǎn)單有效的制備導(dǎo)電聚合物微/納米結(jié)構(gòu)的新方法也一直是科學(xué)研究的目標(biāo)。聚合物空心微球由于具有優(yōu)異的物理化學(xué)性能和廣泛的技術(shù)應(yīng)用前景而成為當(dāng)今材料科學(xué)研究領(lǐng)域的前沿，空心微球的制備也是當(dāng)今科學(xué)研究關(guān)注的

3、熱點(diǎn)。本論文在“界面聚合”法的基礎(chǔ)上，圍繞著采用新型溶劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶劑實(shí)現(xiàn)對(duì)界面聚合的改進(jìn)以及探索更為簡(jiǎn)單、有效的微/納米纖維及空心微球的合成方法等課題展開(kāi)研究，主要取得了以下結(jié)果： 1.以離子液體為有機(jī)相，采用“界面聚合”法成功制備出了具有纖維形貌的聚苯胺，實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳統(tǒng)“界面聚合”法的改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，摻雜劑/苯胺的摩爾比對(duì)產(chǎn)物形貌及其直徑具有重要影響，摻雜劑/苯胺摩爾比越小，越有利于纖維形貌的形成。此外，以鹽酸和對(duì)甲苯磺酸

4、作摻雜劑時(shí)，摻雜劑/苯胺的摩爾比與產(chǎn)物直徑成線性關(guān)系。以對(duì)甲苯磺酸為例，采用紫外表征手段，對(duì)摻雜劑、離子液體、苯胺及其鹽的紫外譜圖進(jìn)行了比較，結(jié)果表明離子液體對(duì)聚合反應(yīng)沒(méi)有影響。 2.在水/離子液體兩相界面體系中，沒(méi)有任何外加酸性摻雜劑的條件下，以APS作氧化劑，成功合成了聚苯胺納米纖維(d=100～185nm)，該方法不僅簡(jiǎn)化了“界面聚合”合成聚苯胺納米結(jié)構(gòu)的方法，而且減少了反應(yīng)試劑，降低了反應(yīng)成本。反應(yīng)過(guò)程中溶液顏色和pH值

5、的變化表明，在“簡(jiǎn)化法”中，反應(yīng)主要由氧化聚合和摻雜兩個(gè)過(guò)程組成，APS在氧化過(guò)程中，同時(shí)起到摻雜的作用。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，攪拌時(shí)間，去離子水的加入以及氧化劑的用量對(duì)產(chǎn)物形貌都具有重要影響。 3.以醋酸銅為氧化劑，在水熱條件下，采用“化學(xué)一步法”成功制備出聚苯胺空心微球。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，苯胺/醋酸銅的摩爾比對(duì)產(chǎn)物有重要影響，合成出的聚苯胺微球形貌有兩種：光滑微球和蒜瓣?duì)钗⑶?。以苯?醋酸銅摩爾比=1:1為基礎(chǔ)，增大苯胺的量有助于光滑微球