【硕士论文】聚苯胺基导电聚合物的电化学制备及其性质研究.pdf

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1、中国科学技术大学硕士学位论文中文摘要中文摘要首先综述了导电聚合物的研究进展，主要对目前研究最广泛的聚苯胺(PAn)的制备、化学物理特性、应用及发展趋势进行了较为系统的论述。PAn虽有其他导电聚合物不可替代的优点，但本身也存在一些缺陷，如易降解，不易jonq-等。因此，改进、提高PAn的结构与特性，使其更适合实际应用是目前导电聚合物研究的主要方向之一。结构改性、修饰、掺杂或者与其他材料共混是改善PAn特性的常用方法。本论文主要采取对PAn的分子链加以修饰和用多壁碳纳米管(MWNTs)进行掺杂，来改变PAn的结构或性能。在PAn的主分子链中引人

2、O—C．C．O键，即合成新的苯胺衍生物单体一2，2’．，r丫。--4"-o-'-W：。Ⅵ≈二氨基二缩三乙二醇苯酚醚(弋人m一一八∥)(DATGPE)，然后在ITO电极上通过循环伏安法合成聚合物膜(PDATGPE)，考察了电解质类型、pH和电位对聚合过程的影响，并初步探讨了PDATGPE的电化学稳定性及其对氢离子(H+)的响应特性。实验结果表明：DATGPE在乙腈／水溶液中，与HCI的浓度比为1：3，电位扫描在．0．2～1．0V时，能发生较快速的聚合反应，生成性能良好的导电聚合物膜。该膜在HCl空白溶液中有较好的电化学稳定性，且对H+呈现良好

3、的能斯特响应。探讨了MWNTs掺杂对PAn特性的影响，为使MWNTs在PAn中分布更加均匀，聚合前，采用微波辐射产生的高能量使MWNTs溶解于苯胺。利用紫外一可见吸收光谱、透射电镜、拉曼光谱和电化学手段对溶解后的MWNTs一苯胺溶液作了研究，结果发现高能量的微波辐射能使MWNTs快速、有效的溶解于苯胺，而对它们的结构没有造成明显的破坏。在MWNTs一苯胺的乙醇／水(体积比为1：1)溶液中(H2S04作支持电解质)，采用原位电化学聚合法制得PAn／MWNTs复合膜，研究了少量的MWNTs对PAn的电化学合成过程及其电化学性质和光谱学性质的影响

4、。结果表明：少量的MWNTs能抑制苯胺的电化学聚合，同时也抑制了PAn的电化学降解，且中国科学技术大学硕士学位论文中文摘要抑制程度随着MWNTs量的加大而加大。可能由于苯胺分子、聚苯胺分子与MWNTs之间通过范德华力、给电子与吸电子的相互作用以及苯胺、聚苯胺分子中的氨基与MWNTs表面的羧基(．COOH)的相互作用，使两者形成比较稳定的复合物而减缓了电化学反应的进行。XRD及红外光谱显示，少量的MWNTs的掺杂没有影响PAn的分子链和结构，但使PAn的紫外．可见吸收光谱(UV—vis)和荧光发射光谱发生蓝移，同时荧光强度增强。这是因为MWN

5、Ts降低了PAn分子链上的共轭程度，表现在UV—vis吸收上，吸收峰发生蓝移；同时，经过浓硝酸处理的MWNTs的长度变短，而且有更多的缺陷捕获激发的光的能量，从而使PAn的荧光谱峰向短波方向移动，且荧光发射强度增强。中国科学技术大学硕士学位论文英文摘要AbstractTheinvestigatedprogressofconductingpolymerswasreviewedatfirst，andthenthesynthesis，chemicalphysicalspecialties，applicableandprospectsdevelop

6、mentaltrendofpolyaniline(PAn)，whichwasoneofthecomprehensivelystudiedfilms，werediscussed．PAnhasitsownuniquemerits，butitalsohassomeshortcomingssuchaseasydegradationandpoorprocessability．So，mendingstructureandimprovingcharacteristicofPAninordertomakeitbefittingfortheactualapp

7、licationbecomeoneofthemaindirectionstostudyconducingpolymers．TomodifyPAnchainortomakecompositefilmusingPAnasbaseareincommonuse．Inthispaper,themodifyinganddopingwithMulti—WalledCarbonNanotubes(MWNTs)wereusedtothestructureandchangepropertiesofPAn，andfurtherimproveitscharacte

8、risticsAnewkindofanilinederivative，2，2'-DiaminoTrithyleneGlycolPhenolether(DATGPE)，wassyn