本文關鍵詞：導電聚苯胺的化學合成及其結構與性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《昆明理工大學》 2014年

導電聚苯胺的化學合成及其結構與性能的研究

李居衡  

【摘要】：電能消耗是濕法冶鋅的重要經(jīng)濟指標之一,為了降低電能消耗,必須采取措施提高電流效率,降低槽電壓。只有選擇合適的陽極材料,才能夠降低氧析出電壓,從而降低槽電壓。聚苯胺及其相關復合材料作為可能的新型惰性陽極材料,相關研究具有重要的現(xiàn)實意義。聚苯胺由于其特殊的可逆的摻雜機制成為重要的導電高分子材料,得到了廣泛的關注與研究。如何提高摻雜態(tài)聚苯胺的電導率以及如何改善由于其分子鏈具有較強的芳香性所導致的難溶性和難溶性,一直亟待解決產(chǎn)物聚苯胺的空間結構、溶解性、導熱性以及熱穩(wěn)定性都直接取決于摻雜劑的分子大小和親溶劑性質的優(yōu)劣。 本文前兩部分以過硫酸銨為氧化劑化學法合成聚苯胺。通過一系列實驗最終確定了鹽酸單獨摻雜聚苯胺和甲基磺酸單獨摻雜制備聚苯胺的最佳工藝條件.其中鹽酸單獨摻雜制備聚苯胺的最佳工藝條件為：苯胺體積分數(shù)為4%,氧化劑與單體物質的量之比為1.2：1,鹽酸濃度為1mol/L.而甲基磺酸單獨摻雜制備聚苯胺的最佳工藝條件為：苯胺體積分數(shù)為4%,氧化劑與單體物質的量之比為1.2：1,甲基磺酸濃度為1.5mol/L.同時,將乙醇引入反應體系,通過不同乙醇與水體積比例的對比實驗發(fā)現(xiàn)在上述兩種合成體系中加入乙醇都會降低產(chǎn)物摻雜程度,使產(chǎn)物電導率下降。 考慮到復合摻雜酸和復合氧化劑可能成為改善產(chǎn)物性能的有效手段。本文后兩部分探討了復合摻雜酸比例、復合氧化劑單體比例等因素對化學氧化聚合制備聚苯胺的影響。復合氧化劑的實驗表明：隨著體系中過硫酸銨與氯化鐵物質的量之比逐漸上升,產(chǎn)物的電導率逐漸下降。產(chǎn)物粒徑隨著過硫酸銨比例的增大而呈現(xiàn)出先減少再增大的趨勢。復合摻雜酸的實驗證明了乙酸/鹽酸復合摻雜對于改善產(chǎn)物聚苯胺的綜合性能的有效性。采用復合酸摻雜化學氧化聚合法制備導電聚苯胺。探討了摻雜劑物質的量之比等因素對聚苯胺性能的影響,并通過四探針法、XRD、激光粒度分析、紅外光譜測試技術,對產(chǎn)物聚苯胺進行了研究和表征。結果表明,當乙酸和鹽酸物質的量之比為1：1時,摻雜態(tài)聚苯胺電導率和產(chǎn)率較為理想；XRD表明乙酸的引入有助于產(chǎn)物聚苯胺結晶能力的提高；激光粒度分析表明,隨著乙酸比例增加,產(chǎn)物平均粒徑整體呈先減小再增大的趨勢；紅外光譜表明,復合酸摻雜聚苯胺主要吸收峰均向低頻方向移動,說明摻雜的有效性。此外,對各組實驗中產(chǎn)物粒徑與電導率進行對比發(fā)現(xiàn),兩者并不具有線性相關性。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：O633.21
【目錄】：

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