聚苯胺纳米复合材料合成和性能的研究

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1、硕十学位论文摘要导电聚苯胺(PANI)以其较高的电导率，良好的稳定性以单体廉价易得、合成简单等优点，被认为是具有应用前景的导电高分子材料之一。而纤维结构聚苯胺具有不同于普通的聚苯胺无规颗粒的性能，在制造纳米尺度的电子、光电子、电化学和电机械装置的相互连接和功能单元等方面扮演重要角色。将聚苯胺分子与无机纳米粒子复合起来，这种新型的复合材料既可保留高分子材料的良好导电性、易加工性等优点，又发挥了无机纳米粒子的独特性能，可进一步扩展材料在光电转换、石油化工、电催化、电池、国防等诸多领域的应用，因而其开发和研究也愈来愈受人们重视。但目前无机纳米材料与聚苯胺纤维的复

2、合材料的研究报道却不多见。研究工作首先利用化学氧化法合成了酸掺杂聚苯胺。其次利用原位聚合法制备了PANI／Co．Ti02纳米导电复合材料，PANl／Ce02纳米纤维复合材料和PANI／Ag．Ti02纳米纤维复合材料，探讨了聚苯胺纤维的形成机理并对复合材料的相关性能进行了研究。研究内容主要包括以下四个方面：(1)通过化学氧化法合成了三种无机酸和三种有机酸掺杂的导电聚苯胺。讨论了反应体系的氧化剂用量、酸浓度及掺杂剂种类等对聚苯胺的分子结构和导电性能的影响。并且通过傅立叶红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)研究了掺杂态PANI的导电性和热稳定性。(2)在超

3、声条件下，采用前驱体原位聚合法将Co掺杂的Ti02纳米粒子复合到PANI中制备PANI／Co．"ri02纳米复合材料，利用FT-IR，SEM，TEM等对材料结构进行了表征，研究了C02+的掺杂量对复合材料电导率的影响。(3)用水热法制备了纳米Ce02，并利用其氧化性通过原位聚合法制备出PANI／Ce02复合纳米纤维。利用XRD、SEM、FT-IR等检测技术对复合材料的结构进行了表征，研究了聚苯胺纤维的生成条件，探讨了酸浓度、Ce02纳米粒子对形成聚苯胺纤维的作用机理。(4)采用水热晶化法制备Ag掺杂量不同的Ag／Ti02纳米复合抗菌材料，并通过原位聚合法制

4、备了PANI／Ag．Ti02纤维纳米复合材料。研究了紫外光照射、不同物质量比、不同实验菌种等因素对Ag]Ti02纳米复合材料及PANI／Ag．Ti02纤维纳米复合材料抗菌性能的影响。关键词：聚苯胺纳米复合材料；聚苯胺纤维；抗菌性能；电导率聚苯胺纳米复合材料的合成与性能研究ABSTRACTPolyaniline(PANI)isconsideredasoneofthepromisingconductingpolymersowingtorelativehighconductivity、favorablepossibilityandrelativestabilit

5、y．FibularPANIhasmoreexcellentpropertiesthanthatofgranularPANI，Itplayanimportantroleinthemanufactureofnanoscalefunctionalandinterconnectedunitsofelectronics，optoelectronics，electrochemicalandelectromechanicaldevices．TheconductingPANI／inorganicnanoparticlecompositeshavecombinedthech

6、aracteristicsofconductingpolymersandinorganicnanoparticles．Theapplicationscanbefurtherexpandedinthefieldofphotoelectricconversionmaterials，petrochemicalS，electrochemicalcatalysis，batteries，nationaldefenseandSOon．ConductingPANI／inorganicnanoparticlecompositeshaveattractedconsiderab

7、leattentionbecauseoftheirnovelphysicalandchemicalpropertiesandpotentialapplications．SofarthereislessstudydealingwithPANI／inorganicnanoparticlefibularnanocomposites．Dopedpolynailineweresynthesizedusingoxidationwithvariousacidsatfirst，PANI／Co．Ti02composites、PANI／Ce02compositesandPAN

8、I／Ag—Ti02compositesweresynthesize