聚苯胺納米結(jié)構(gòu)的電化學(xué)合成與表征.pdf

1、本論文在不使用膜板的條件下，在不同陽(yáng)極片上采用一步法電化學(xué)聚合制備導(dǎo)電聚苯胺的納米結(jié)構(gòu)。同時(shí)，討論了諸多的影響聚合的工藝參數(shù)(包括電極、電解液、電流強(qiáng)度，反應(yīng)溫度和反應(yīng)的時(shí)間等)，研究了聚苯胺的分子結(jié)構(gòu)和形成機(jī)理。主要結(jié)論總結(jié)如下。全文分為三部分： 第一部分，以硫酸為電解質(zhì)和摻雜劑在不銹鋼片上成功合成了網(wǎng)狀的聚苯胺納米纖維。纖維相互貫通形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并且空隙多，維直徑約為30-50nm，長(zhǎng)度可達(dá)幾百納米。纖維相互貫通形成立體

2、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并且空隙多，維直徑約為30-50nm，長(zhǎng)度可達(dá)幾百納米。詳細(xì)論述了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度對(duì)聚苯胺納米纖維膜的影響。隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行，薄膜顏色由淺綠向墨綠色變化，酸摻雜的程度越來(lái)越大；綜合效率和膜質(zhì)量?jī)煞矫娴目紤]，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)20℃是制備聚苯胺納米纖維的理想溫度。 第二部分，在室溫且沒(méi)有膜板存在的條件下，以濃度為0.125mol·L-的苯胺和濃度為0.5mol.L-1的草酸作為電解液，采用一步電化學(xué)沉積法在鋁板上快速合成了大

3、面積取向的聚苯胺納米棒膜。制得的納米棒尺寸比較均一，直徑和長(zhǎng)度分別50-60nm、150-250nm范圍內(nèi)。討論了苯胺單體濃度以及施加的電流強(qiáng)度對(duì)合成的聚苯胺微觀形貌的影響。研究發(fā)向，為了得到取向較好的聚苯胺納米棒，應(yīng)保持單體濃度在0.05mol.L-1～0.25mol.L-1的范圍內(nèi)。電流強(qiáng)度亦對(duì)合成結(jié)果有較大的影響，施加的電流不宜過(guò)大，電流過(guò)大得到的聚苯胺形貌是雜亂無(wú)章的，也沒(méi)有什么好的應(yīng)用價(jià)值。簡(jiǎn)要分析了聚苯胺納米棒可能的形成機(jī)理

4、。提出了一個(gè)以后實(shí)驗(yàn)要解決的問(wèn)題，即在無(wú)膜板條件下，氧化鋁薄膜經(jīng)酸溶解而得到的多孔氧化鋁在電化學(xué)聚合過(guò)程中是否起到膜板的作用，以及能起多大的作用。對(duì)聚苯胺納米棒進(jìn)行了熱分析，發(fā)現(xiàn)聚苯胺的正常使用溫度250℃以下的范圍內(nèi)，這要比無(wú)摻雜的本征聚苯胺的最高使用溫度(300℃以上)要低。差熱掃描顯示嚴(yán)物中有少量的結(jié)晶。 第三部分研究了對(duì)氨基苯磺酸電化學(xué)摻雜、聚合聚苯胺的實(shí)驗(yàn)方法，簡(jiǎn)單討論了對(duì)氨基苯磺酸含量以及聚乙烯吡咯烷酮(PVP)對(duì)聚