【摘要】：聚苯胺具有原料廉價易得、合成方法簡單、化學結構豐富、摻雜機理獨特及環(huán)境穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)點,是導電聚合物的一個重要研究對象。聚苯胺微/納米結構及其復合物的制備與表征對控制它們的組裝和調節(jié)聚苯胺的性能具有重要的理論研究意義和應用價值。本論文研究了制備聚苯胺及其復合物微/納結構的新方法,成功實現(xiàn)了不同微/納結構聚苯胺的可控生長,對聚苯胺及其復合物微/納結構的分子結構、制備過程的影響因素、形成機理進行了研究和討論。 以過硫酸銨為氧化劑、不同初始pH值下水溶液中氧化苯胺聚合制備聚苯胺,通過簡單調節(jié)反應介質的初始pH值,可以調控聚苯胺的微/納結構。當反應體系初始pH值由微酸性變化到超堿性時,聚苯胺產品的幾何形貌出現(xiàn)二維片狀結構、有序花狀結構、纖維纏繞的球形結構、納米微球堆積的實心微球結構、空心微球結構和相互粘接融合的空心球結構。整體表現(xiàn)為由無序到有序、由低維向多維發(fā)展的趨勢,尺寸相對變小。所制備聚苯胺分子鏈主要由交替的醌環(huán)、苯環(huán)和類吩嗪雜環(huán)結構單元構成,芳環(huán)存在被磺化的現(xiàn)象。分子鏈間或分子鏈內存在氫鍵、π-π堆砌等作用力為聚苯胺超分子組裝的主要驅動力。 在酸性介質中,Zn2+、Cu2+存在下,以H202作為氧化劑氧化苯胺單體聚合,一步反應制備得到Zn2+、Cu2+摻雜的聚苯胺。聚苯胺的鏈增長為自由基陽離子引發(fā)的親電取代-芳構化機理,鋅離子摻雜為贗質子化機理,銅離子摻雜同時存在贗品質子化過程和氧化還原機理。金屬離子的摻雜顯著增加了聚苯胺的質量比電容值。 以鋅鹽和苯胺單體作為原料,一步協(xié)同反應形成了聚苯胺包覆ZnO納米復合物。在本征極性面誘導生長和聚合物定位生長機理的共同作用下,聚苯胺既起到阻礙ZnO納米片團聚又起到引導定位生長作用。聚苯胺的表面覆蓋顯著改變了ZnO納米片的水溶液溶解動力學特性,ZnO在水溶液中的溶解速率和團聚現(xiàn)象得到很好的抑制。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：云南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.1;O631

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本文編號：2461255