以胶体微球为模板制备导电聚合物纳米材料

摘要

材料作为工业发展的基础，作为社会文明进步的标志，在人类社会发展的历程中，新材料的诞生，都一定程度促进了整个社会的进步。聚合物纳米材料的出现，极大方便和满足了人们的生产和生活。纳米尺度的导电聚苯胺和聚对苯乙炔，即聚苯胺和聚对苯乙炔纳米材料，由于集导电高分子与纳米颗粒的功能和特性于一身，在科学和技术上已经引起了人们的广泛关注，且成为了材料领域一个新的研究热点。固体模板法（也称硬模板法），是聚合物微/纳米材料的主要化学制备方法之一，本论文以单分散胶体微球为模板，集中单分散胶体微球与聚合物的特点，以寻找一种合成聚合物纳米材料简单、低耗的方法，同时寻求可以优化聚合物性能的方法。研究内容主要包括以下几个方面:
　　 (1)原位聚合法制备单分散聚苯胺空心球
　　 研究了以表面带有羧基的聚苯乙烯(PS)为模板，不需要复杂的磺化过程，就能得到表面光滑的聚苯胺空心球。此方法简单、经济，能很好控制空心球表面光滑度。通过电镜、红外、紫外光谱、电导率以及X-射线衍射仪(XRD)等手段，测试了不同反应条件下所得产物形貌、厚度以及电导率，进而讨论了苯胺聚合过程最适生长条件。
　　 (2)层层自组装法制备单分散聚苯胺空心球
　　 研究在溶液体系中，以二氧化硅(SiO2)为模板，加入聚电解质，通过静电吸附，层层自主装不同厚度的聚苯胺空心球。通过电镜、红外、紫外光谱、电导率表征等，讨论了温度，Aniline/APS(摩尔比)（此比值为摩尔比，AN为苯胺，APS为过硫酸铵），吸附时间，苯胺浓度及pH对吸附过程的影响，从而得出最适聚电解质浓度、温度、时间，单体浓度等合成条件。
　　 (3)原位聚合法制备聚对苯乙炔光子晶体膜
　　 由于聚对苯乙炔(PPV)具有光致发光特点，但在自发辐射过程中会损耗能量，不利于光电转换，研究利用二氧化硅(SiO2)产生的光子禁带阻止聚对苯乙炔(PPV)光致发光，进一步实现PPV光向电的转化效率。首先通过PPV的PL光谱理论计算SiO2模板粒子的理论粒径，然后再根据SiO2不同粒径的反射谱图通过实验寻求SiO2粒子的最佳粒径。通过电镜、红外、荧光光谱、讨论C16H24C12S2的浓度，温度对形成PPV的影响。

目录

第一章 前言

1．1 单分散胶体微球

1．1．1 单分散胶体微球简介

1．1．2 胶体微球应用

1．1．3 胶体微球分类

1．1．4 胶体微球的制备

1．1．5 核壳胶体微球制备方法

1．2 导电聚合物纳米材料

1．2．1 导电聚合物纳米材料简介

1．2．2 导电聚合物纳米材料合成方法

1．3 聚苯胺

1．3．1 聚苯胺结构

1．3．2 聚苯胺的合成方法

1．4 聚对苯乙炔

1．4．1 聚对苯乙炔特点

1．4．2 聚对苯乙炔应用

1．5 光子晶体

1．5．1 光子晶体简介

1．5．2 光子晶体特点

1．5．3 光子晶体应用

1．6 论文研究内容和意义

参考文献

第二章 原位聚合法制备单分散聚苯胺空心球

2．1 引言

2．2 试剂及仪器

2．3 实验方法

2．3．1 PS单分散纳米微球的制备

2．3．2 PANI空心球的合成

2．3．3 材料表征

2．4 结果与讨论

2．4．1 PS，PS-PANI，PANI空心球的表征

2．4．2 不同粒径的PS表征

2．4．3 单分散PANI空心球溶液的表征

2．4．4 单分散PANI空心球与无定形PANI的比较

2．4．5 不同合成条件对PANI空心球的影响

2．5 小结

参考文献

第三章 层层自组装法制备单分散聚苯胺空心球

3．1 引言

3．2 试剂及仪器

3．3 实验方法

3．3．1 SiO2微球的制备

3．3．2 制备不同层数的聚苯胺空心球

3．3．3 材料表征

3．4 结果与讨论

3．4．1 单分散SiO2胶体微球的表征

3．4．2 SiO2胶体微球依次层层自组装聚电解质(PAH和PSS)

3．4．3 已组装过聚电解质的SiO2胶体微球再次组装PANI

3．4．4 PANI空心球

3．4．5 不同反应条件对聚苯胺组装的影响

3．5 小结

参看文献

第四章 原位聚合法制备聚对苯乙炔光子晶体膜

4．1 引言

4．2 试剂及仪器

4．3 实验方法

4．3．1 不同温度下单分散SiO2纳米微球的制备

4．3．2 聚对苯乙炔反蛋白石结构的制备

4．3．3 材料表征

4．4 结果与讨论

4．4．1 不同温度下合成不同粒径单分散SiO2

4．4．2 PPV反蛋白石结构的胶体晶体表征

4．4．3 利用光子禁带抑制PPV的光致发光

4．5 小结

参考文献

结论

硕士期间发表的文章

致谢

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