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《聚苯胺_五氧化二钒插入型杂化纳米复合材料的合成与表征.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷第3期高分子材料科学与工程Vol.20,No.32004年5月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGMay2004聚苯胺/五氧化二钒插入型杂化纳米复合材料的合成与表征王庚超,苏静,张敏璐,范晓青(华东理工大学材料科学研究所,上海200237)摘要:用原位氧化聚合法将聚苯胺分子链插入层状五氧化二钒的片层中,从而制得了一系列聚苯胺/五氧化二钒(PAn/V2O5)杂化纳米复合材料。采用WAXD、FT-IR、TGA及四探针电导率测量等手段对产物进行表征,结果表明,聚苯胺分子以单层形式在受限的纳米空间(五氧化二钒的片层中)生成
2、,聚苯胺-3-2以伸展的单分子链存在,自由电子得到充分离域,PAn/V2O5杂化材料室温电导率在10S/cm～10S/cm之间。关键词:聚苯胺/五氧化二钒;插层聚合;杂化纳米复合材料中图分类号:TB383文献标识码:A文章编号:1000-7555(2004)03-0053-04在众多共轭导电高分子中,聚苯胺以原料问题尚待解决,而有关这方面的研究报道较少。易得、优异的电化学性能、良好的环境稳定性等本文采用V2O5干凝胶作为主体,制得了一系优点,在诸如电磁屏蔽、电致变色、电极材料、防列PAn/V2O5杂化纳米复合材料,并考察了纳腐蚀等诸多方面有着广阔的应用前景,目前
3、成米复合材料的结构、热稳定性和电性能。[1～3]为国内外的研发热点。但聚苯胺存在着不1实验部分熔和难溶的缺点,难以在实际加工中得到应用。1.1原料插层聚合为改善导电聚苯胺的性能提供了盐酸、氢氧化钠、氯化钠、钒酸钠、过硫酸新思路。插层聚合是指将单体插入层状无机物铵、丙酮:皆为分析纯;苯胺:分析纯,使用前经的片层之间,从而得到有机/无机杂化材料。许减压蒸馏;001×7(732)阳离子交换树脂:上海多无机化合物如硅酸盐类、磷酸盐类、金属氧化华震科技贸易公司提供。物、氧氯化物等具有典型的层状结构,而且其层1.2合成间距通常处于纳米尺寸,理论上可以实现无机V2O5nH2
4、O干凝胶的制备:将钒酸钠溶解相和有机相在纳米水平上复合。近来关于导电于去离子水中,让该溶液流过盛有预处理过的聚合物/无机物插入型杂化纳米复合材料的研氢离子交换树脂的交换柱,得到黄色的HVO3究受到越来越多的科学工作者的关注。一些已溶液,HVO3溶液存放24h后聚合为V2O5溶经成功插入到无机层状物质的层间,如polyaniline/MoO[4][5]胶,将V2O5溶胶置于玻璃基质上,在空气中自3,polyaniline/V2O5,[6][7]然干燥后即得暗红色V2O5·nH2O干凝胶,自polyaniline/HUO2PO4,polyaniline/FeOCl,
5、[8]然干燥后的V2O5干凝胶在不同温度下热处polypyrrol/mordenites等。当PAn/V2O5杂理,制得两种不同水含量的V2O5nH2O(n=化材料用作锂离子二次电池的正极时,电池可1.15和n=0.21)干凝胶。逆嵌锂容量和循环寿命都得到提高。但由于该PAn/V2O5杂化材料的合成:将不同含量类多相体系的复杂性,许多有关结构和性能的收稿日期:2002-03-02;修订日期:2002-04-19作者简介:王庚超(1965-),男,副研究员.Email:gengchaow@online.sh.cn54高分子材料科学与工程2004年的苯胺分散在去
6、离子水中,再添加一定量的苯胺常出现的紧缩链构象。从Fig.1还可以看V2O5nH2O干凝胶,在25℃或5℃下充分搅出,随着苯胺用量的增加,杂化材料层间距的扩拌,在空气中反应24h,反应结束后,产物经过展程度略有增大,表明聚苯胺的插入量只有微滤分离,先用去离子水洗,再用丙酮淋洗,置于弱增加。真空中干燥24h,最后将产物研磨,干燥存放。1.3测试X射线粉末衍射分析采用RigakuD/MaxRBX射线衍射仪,扫描范围3°～60°,Cu(K)靶,工作电压40kV,工作电流100mA。红外光谱分析采用NicoletMagna-IR550傅立叶红外光谱仪,制样方法KBr
7、压片。热失重分析采用美国DuPont1090热分析仪,在氮气氛中,升温速率2℃/min,温度范围室温～550℃。采用四探针法测试压制试片的电导率。Fig.2FT-IRspectrafor(a)bulkpolyaniline(emeraldinesalt),(b)V2O5xerogelandthehybridssynthesizedwithdifferentaniline/V2O5nominalratios:(c)1∶1,(d)3∶1,(e)20∶1.Fig.2为不同苯胺用量的PAn/V2O5杂化材料、本体聚苯胺及V2O5干凝胶红外光谱图,-1从Fig.2c～Fi
8、g.2e看出,在1572
