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《聚苯胺納米結(jié)構(gòu)的合成與形成機(jī)理研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文聚苯胺納米結(jié)構(gòu)的合成與形成機(jī)理研究摘要在眾多的導(dǎo)電聚合物中，聚苯胺的電學(xué)和光學(xué)性能隨著簡(jiǎn)單的酸堿摻雜／解摻雜而改變的性質(zhì)是非常獨(dú)特的。近年來(lái)，聚苯胺納米結(jié)構(gòu)具有低維系統(tǒng)和有機(jī)導(dǎo)體的雙重優(yōu)勢(shì)，在分子導(dǎo)線、氣體分離膜、發(fā)光二極管、生物傳感器、化學(xué)傳感器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。本文采用苯胺化學(xué)氧化聚合制備了低維聚苯胺納米結(jié)構(gòu)，研究了反應(yīng)條件對(duì)其分子結(jié)構(gòu)、尺寸和形狀的影響，并初步探討了聚苯胺納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。主要結(jié)果如下：(1)通過(guò)過(guò)硫酸銨引發(fā)苯胺進(jìn)行化學(xué)氧化聚合制備了聚苯胺納米盤，納米盤的厚度和側(cè)維尺寸分
2、別為20-30nln和1_21．tm，這些納米盤相互交叉組裝成花狀納米結(jié)構(gòu)，并研究了反應(yīng)條件對(duì)聚苯胺納米結(jié)構(gòu)形狀演化的影響。研究發(fā)現(xiàn)，隨著過(guò)硫酸銨濃度的提高，聚苯胺產(chǎn)物逐漸由納米盤轉(zhuǎn)變成納米纖維和納米管；當(dāng)體系pH值為4和12時(shí)，產(chǎn)物分別為分散的納米盤和納米盤組裝成的球狀結(jié)構(gòu)。IR光譜表明反應(yīng)過(guò)程中形成的吩嗪結(jié)構(gòu)自組裝對(duì)聚苯胺納米盤的形成起重要的作用。(2)以過(guò)硫酸銨為氧化劑通過(guò)問(wèn)氨基苯磺酸和苯胺進(jìn)行化學(xué)氧化共聚合制備了自摻雜的聚苯胺微／納米空心結(jié)構(gòu)，如空心微球、空心串珠、納米管等。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)間氨基苯磺酸和苯胺的摩爾比為1
3、：1時(shí)，產(chǎn)物為大量的自摻雜聚苯胺空心微球；當(dāng)間氨基苯磺酸和苯胺的摩爾比降低到1：2時(shí)，產(chǎn)物為大量的空心串珠；當(dāng)過(guò)硫酸銨與單體的摩爾比大于l：1時(shí)，產(chǎn)物為大量的直徑非常均一的納米管和納米纖維。FTIR光譜可以證實(shí)S03-基團(tuán)已成功的鍵合到聚苯胺的分子鏈上，說(shuō)明產(chǎn)物為苯胺和間氨基苯磺酸的共聚物?？招慕Y(jié)構(gòu)的形成與苯胺和間氨基苯磺酸在反應(yīng)初期形成的低聚物有關(guān)。(3)用十六烷基三甲基溴化銨為結(jié)構(gòu)指導(dǎo)劑，通過(guò)苯胺和間氨基苯磺酸化學(xué)氧化共聚合制備了大批量的自摻雜聚苯胺納米纖維，納米纖維的直徑為60-70nln，長(zhǎng)度達(dá)數(shù)十微米。研究表明十六
4、烷基三甲基溴化銨的濃度、pH值對(duì)產(chǎn)物形貌的有重要的影響，隨著十六烷基三甲基溴化銨濃度的提高，納米纖維的直徑逐漸降低，且其表面變得粗糙。在沒(méi)有摻雜酸的情況下，產(chǎn)物的主體是納米顆粒的團(tuán)聚體，僅有非常少量的納米纖維。(4)無(wú)表面活性劑的條件下，利用過(guò)氧釩酸引發(fā)苯胺進(jìn)行聚合反應(yīng)制備了聚苯胺／氧化釩雜化納米結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是由納米片或納米帶等組裝而成的。納米聚苯胺納米結(jié)構(gòu)的合成與形成機(jī)理研究結(jié)構(gòu)的形貌與反應(yīng)時(shí)間、溫度和介質(zhì)有關(guān)。在反應(yīng)的初始階段，產(chǎn)物為納米片，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，納米片的厚度和排列的密集度逐漸增加，且逐步組裝成花球狀結(jié)構(gòu)
5、；反應(yīng)溫度較低時(shí)，產(chǎn)物為納米帶結(jié)構(gòu)。過(guò)氧釩酸作為氧化劑對(duì)于聚苯胺／氧化釩納米結(jié)構(gòu)的形成起了重要的作用，并提出了一步沉淀．插層．自組裝的反應(yīng)機(jī)制。關(guān)鍵詞：聚苯胺自摻雜納米片納米纖維空心微球納米管IISYNTHESISANDFORMATIoNMECHANISMoFPoIⅣANILINENANOSTRUCTURESABSTRACTAmongthefamilyofconductingpolymers，polyanilineisuniquebecauseitselectricalandopticalpropertiesCanbetun
6、edbyasimpleaciddoping／basededopingprocess．Inrecentyears，polyanilinenanostructurespossessdualadvantagesofboth10W．dimensionalsystemandorganicconductors，whichhavebeenwidelyusedinavarietyoffields，suchasmolecularconductingwires，gasseparationmembranes，luminescentdiodes，b
7、iosensors，andchemicalsensors．Inthethesis，polyanilinenanostructureshavebeenfabricatedbychemicaloxidativepolymerizationofaniline．Theinfluencesofreactionparametersonthemolecularstructures，sizes，andmorphologiesofpolyanilinenanostructureshavebeeninvestigated．Theprobable
8、formationmechanismofpolyanilinenanostructureshasbeenproposed．Themainresultsareconcludedasfollows：(1)Polyanilinenanodiskshavebeensynthesizedbychem
