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1、摘要2关键词21.前言22.导电聚合物纳米结构的合成方法31.1导电聚合物零维纳米粒子31.2 导电聚合物一维纳米纤维、纳米管41.2.1模板法41.2.2胶束法41.2.3界面聚合及其它方法52.导电聚合物的一般性结构72.1导电聚合物二维平面结构72.2导电聚合物三维结构72.3导电聚合物磁性纳米复合材料的结构83 导电聚合物纳米结构的应用及展望83.1铁电薄膜83.2透明导电氧化物93.3导电聚合物与磁性纳米粒子复合103.3.1直接共混法103.3.2原位合成法113.3.3导电聚合物磁性纳米复合材料模板合成法1
2、34.结语13参考文献14-14-纳米导电聚合物材料摘要：导电聚合物是由具有共轭P键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料,它具有特殊的结构和优异的物理、化学性能,是一种性能优良的新型功能材料,具有广阔的应用前景。纳米材料具有尺寸效应和量子效应等特异的物理和化学性质,由无机纳米材料导电聚合物形成纳米复合材料,不仅可以提高材料的性能,而且为实现材料性能的多元化,拓宽材料的应用领域提供了新的解决途径。近年来导电聚合物纳米复合材料的研究逐渐成为国内外研究的热点,由聚苯胺、聚吡咯导电聚合物与金属、金
3、属氧化物、半导体等纳米粒组成。关键词：导电聚合物，掺杂，聚苯胺，纳米 1.前言导电聚合物具有特殊的共轭结构以及优良的物理化学和可逆掺杂的特性性能,在电致发光、太阳能电池、场效应晶体管、电磁屏蔽、人工肌肉、二次电池以及防腐材料等方面都有很好的应用。导电聚合物的纳米结构在电学、力学以及化学传感方面具有更优于导电聚合物的性能[1,2]。导电聚合物的纳米结构可以作为纳米级电路的最佳材料。在未来的纳米及分子电路中,导电高分子的一维纳米结构是分子开关连接线的理想材料。据报道,IBM已经开发出直径为0.25mm的导电高聚物导电线,该技
4、术可工业放大,尤其可在计算机芯片中应用。而上面介绍的一维导电高聚物的纳米线,直径相对来说要小得多,有可能在未来的信息存储方面作出重大贡献。导电聚合物在气体传感方面也表现出了优异的性能。相对与导电聚合物来说,导电聚合物的纳米结构具有更大的比表面积,因而比普通聚合物具有更高的灵敏度。我们上面提到的利用界面聚合得到的聚苯胺纳米纤维用作传感材料时,其响应速度和灵敏度都有了大幅度提高。另外,-14-导电聚合物还可以与其它材料复合得到多功能纳米复合材料。这些复合材料综合了导电高分子的电学性能以及其他材料的某些优异功能,因此更有望得到
5、较广泛的应用。导电高分子磁性纳米粒子复合的纳米结构就是一个很好的例子。Wan等人将Fe3O4纳米粒子或Fe2O3的纳米结构复合到聚苯胺的纳米纤维中,得到了含有磁性纳米粒子的复合纳米结构。这些复合的纳米结构具有复合电磁功能。将金属纳米粒子复合到导电聚合物的纤维中还可以得到双稳态的可以作为开关的材料,这在纳米电子学方面将会有很重要的应用2.导电聚合物纳米结构的合成方法1.1导电聚合物零维纳米粒子早期合成导电聚合物纳米粒子一般都是在胶束中形成的。Hassan等人在十二烷基苯璜酸(DB2SA)胶束中合成了直径为100nm的聚苯胺
6、纳米粒子[3]。DBSA在这里起到了表面活性剂和掺杂剂的作用。所得到的聚苯胺纳米粒子的最高导电率可以达到24S/cm。但是从扫描电镜中可以看出得到的聚苯胺纳米粒子不是很均一,有一定程度的聚集。Jang等用辛基三甲基溴化胺为模板,三氯化铁为氧化剂,在30℃的条件下利用微乳液聚合通过控制表面活性剂的量合成了直径从2nm到8nm的聚吡咯纳米粒子[4]。红外光谱和X射线能谱表明所合成的为纯聚吡咯纳米粒子,表面活性剂已经被完全除去。在此方法中,表面活性剂在低温下形成的胶束起到了反应器的作用。当表面活性剂的浓度高于临界胶束浓度时,得
7、到的聚吡咯形貌由纳米粒子转变成了层状聚集体。除了表面活性剂,水溶性聚合物也经常被用来合成导电高分子的纳米粒子[5]。在这里聚合物主要起到稳定剂的作用。这种方法制备的聚吡咯纳米粒子直径较大,一般在50-100nm左右。最近,Han等人在不加任何表面活性剂或聚合物作为稳定剂的情况下,采用一种新的界面聚合法合成了直径为10nm左右的聚苯胺纳米粒子[6]。他们以离子液体和有机溶剂为两相,将苯胺单体溶解在有机相中,氧化剂溶解在离子液体中,这样在界面处苯胺单体在氧化剂的作用下发生聚合反应,在界面处得到了较小直径的聚苯胺纳米粒子。-1
8、4-1.2 导电聚合物一维纳米纤维、纳米管1.2.1模板法 模板法是最早用来合成导电高分子一维纳米结构材料的一个最普遍的方法。所采用的模板也是多种多样,包括聚合物多孔模板、无机物多孔模板以及分子筛等等。在这方面,Martin等人做了比较多的工作。他们采用聚碳酸酯多孔膜作为模板利用化学氧化聚合制备了不同的导电高分子的纳
