聚苯胺银纳米复合材料的制备及性能研究

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1、中南大学硕+学位论文摘要摘要本文采用过硫酸铵和H202做氧化剂，通过超声化学法制备聚苯胺，在此基础上，提出了一种简单的一步超声法来制备聚苯胺／银纳米复合材料。利用紫外可见光谱(WVis)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Ramanspectra)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等检测分析手段研究了材料的结构和微观形貌；利用电阻率测试、热失重分析(TGA)、循环伏安曲线(CV)和交流阻抗分析(EIS)等检测手段对材料的电导率、热稳定性及电化学行为进行了研究。研究结果表明

2、：(1)采用过硫酸铵作氧化剂时得到翠绿亚胺中间氧化态聚苯胺，其形貌为类球形、微米级块状结构；使用H202作氧化剂时，苯胺的聚合速率很慢，聚合程度不高，需要加入额外的氧化剂在辅助引发苯胺聚合形成聚苯胺。(2)在一步超声法制备聚苯胺／银纳米复合材料的过程中，AgN03既是原材料又是辅助的氧化剂，H202既作为氧化剂又作为还原剂，超声波作为能量辅助手段加速了反应的进行，提高了产率。得到的产物为金属银和低结晶的聚苯胺两相的复合物，聚苯胺／银纳米复合材料中的聚苯胺为翠绿亚胺中间氧化态结构，复合物的形貌为类球形、颗粒状，团聚的银

3、纳米粒子及单个的银纳米粒子分布于聚苯胺基体中。(3)硝酸掺杂聚苯胺的电导率为2．3×10～S／cm，通过将银粒子引入到聚苯胺中，聚苯胺／银纳米复合物的电导率提高了几百倍，当AgN03浓度为O．75M时，聚苯胺／银纳米复合物的电导率达到最大值，为9．06S／cm；聚苯胺／银纳米复合物的热稳定性能远远优于聚苯胺，其热分解温度超过了600℃，相比于聚苯胺的热分解温度为350℃；与聚苯胺电极相比，聚苯胺／银复合电极的电化学活性得到提高，对甲醇没有催化氧化作用。关键词聚苯胺，聚苯胺／银纳米复合物，一步法，超声波，性能中南大学硕

4、+学位论文ABSTRACTPolyanilinepowdershavebeensynthesizedviachemicaloxidationpolymerizationofanilineinanacidicsolutionbyasonochemicalmethodusingammoniumperfulfate(APS)andhydrogenperoxide(H202)asoxidizingagents．Hereinwedevelopedafacileone—potroutetosynthesizepolyanilin

5、e／AgnanocompositesbyasonochemicalmethodwithAgN03andanilineasrawmaterials．ThestrucyureandmorphologyoftheproductswerecharacteredbyUV-visiblespectra，Fouriertransforminfraredspectroscopy,X—raydiffraction，Ramanspectra，scanningelectronmicroscopyandtransmissionelectro

6、nmicroscopy．Theconductiveperformance，thermalstabilitypropertyandelectrochemicalbehaviourofthePolyaniline／Agnanocompositewereinvestigatedbyconductivitytest，thermogravimetricanalysis，cyclicvoltammetryandelectrochemicalimpedancespectroscopy．Thefollowingresultscanb

7、esummarized．．．(1)TheresultsshowedthatwhenAPSwasusedasanoxidantthereactionrateswerequckandtheproductswereemeraldinesalt．Themorphologyofpolyanilinewasqusai—sphericalshapesandmicrosizemassstructure．WhenH202wasusedasasoleoxidantthereactionrateswereextremelyslowandt

8、hepolymerizationdegreewaslow,andthusanadditivewasamust．(2)Polyaniline／Agnanocompositeshavebeensynthesizedviain—situchemicaloxidationpolymerizationofanilineinsilversaltbysono