本文關鍵詞：取代聚苯胺功能材料及二茂鐵基苯胺衍生物的制備與性能研究

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【摘要】：本論文系統(tǒng)研究了取代聚苯胺功能材料及二茂鐵基苯胺衍生物的制備與結構性能。使用一種新型的氧化劑鈷鉬酸銨[(NH4)3[Co Mo6O24H6]·7H2O]實現(xiàn)了對鄰甲苯胺和鄰甲氧苯胺的氧化聚合和聚合產(chǎn)物微納米結構的形貌調(diào)控,探索了不同形貌的形成機制,并提出了鈷鉬酸銨的氧化機理;從分子設計角度,合成了兩種主鏈上帶有烷基二茂鐵基團的苯胺衍生物單體,研究了其作為H2PO4-離子識別性能。主要研究結果如下:1、采用鈷鉬酸銨作為氧化劑,利用化學氧化聚合法合成了規(guī)整的球狀和片狀聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺微納米結構材料;鄰甲苯胺/鄰甲氧苯胺單體濃度、氧化劑濃度、反應溫度、反應體系初始酸度對最終產(chǎn)物的形貌結構具有顯著的影響。實驗結果表明:中性水溶液中,在單體濃度和氧化劑濃度較低時,如分別為0.02 M和4 m M,可以得到規(guī)整的微納米球狀聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺,尺寸為400-500 nm;當單體濃度增大時,球狀聚鄰甲苯胺有相互融合的趨勢;而球狀聚鄰甲氧苯胺的尺寸大小增大,規(guī)整性優(yōu)于相同濃度下合成的球狀聚鄰甲氧苯胺;氧化劑濃度或者溫度升高時,則球狀結構融合到一起形成塊狀結構;特別地,當反應體系的酸度增大至p H≤1時,單體發(fā)生氧化聚合反應生成規(guī)整的片狀產(chǎn)物,SEM表征顯示片狀產(chǎn)物的尺寸為:橫向寬度約為6μm;此外在反應體系中添加少量的表面活性劑(AOT),鄰甲苯胺的形貌結構發(fā)生了較為明顯的變化;在AOT濃度大于臨界膠束濃度時,由納米球轉變?yōu)橐?guī)整的正方形截面棒狀結構。紅外、紫外、核磁共振、元素分析、XRD和熱失重測試表征手段證明最終合成的產(chǎn)物是鈷鉬酸銨摻雜的聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺復合物;鈷鉬酸銨摻雜的聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺具有對p H敏感的熒光性質,其水溶液的熒光強度隨著溶液酸度的增加而逐漸減小;與不存在鈷鉬酸銨的條件下合成的聚合物產(chǎn)物相比,鈷鉬酸銨摻雜的聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的熒光強度明顯增大,說明聚合物分子鏈中摻雜的鈷鉬酸銨具有增強熒光強度的作用。2、以1,1'-雙(1-甲氧羰基-1,1-二甲基-乙基)二茂鐵(BMCEFc)和N-苯基對苯二胺為原料,采用酯酰胺化法和酰氯胺化法分別合成了兩種新型的二茂鐵基苯胺類化合物BAAEFc和MCAABEFc,通過核磁共振譜圖、質譜和紅外光譜證實了所合成目標化合物的結構和純度;TGA測試表明目標化合物具有良好的熱穩(wěn)定性,二茂鐵單元的引入,提高了N-苯基對苯二胺的熱穩(wěn)定性,熱分解溫度(T10)分別提高了95℃和80℃;含雙酰胺基團的BAAEFc的熱分解溫度比含單酰胺基團的MCAABEFc高15℃;紫外可見吸收光譜顯示目標化合物在紫外區(qū)(200-300 nm)具有較好的吸收;熒光光譜表明目標化合物在藍波范圍內(nèi)具有良好的熒光發(fā)射強度,并且BAAEFc能夠實現(xiàn)對H2PO4-離子選擇性熒光響應;含雙酰胺基團的BAAEFc的熒光響應靈敏度高于含單酰胺基團的MCAABEFc;循環(huán)伏安曲線顯示了目標化合物具有良好的電化學活性,并且驗證了目標化合物與H2PO4-離子的結合,電化學變化趨勢也符合熒光分析結果。
【關鍵詞】：取代聚苯胺 二茂鐵 苯胺衍生物 熒光
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O627.81
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 文獻綜述12-42
• 1.1 導電高分子簡介12
• 1.2 聚苯胺的結構12-13
• 1.3 聚苯胺的性質13-16
• 1.3.1 導電性13-15
• 1.3.2 電致變色特性15
• 1.3.3 非線性光學特性15
• 1.3.4 微波吸收特性15-16
• 1.3.5 磁學特性16
• 1.3.6 力學性能16
• 1.4 聚苯胺微納米結構的制備16-24
• 1.4.1 零維結構17-18
• 1.4.2 一維結構18-21
• 1.4.3 二維結構21-23
• 1.4.4 多維超分子結構23-24
• 1.5 聚苯胺的改性研究進展24-29
• 1.5.1 乳液聚合和膠體分散體系25
• 1.5.2 取代的聚苯胺25-29
• 1.6 二茂鐵基苯胺類衍生物29-34
• 1.6.1 二茂鐵基苯胺化合物29-30
• 1.6.2 二茂鐵基席夫堿化合物30-31
• 1.6.3 二茂鐵基酰胺類化合物31-34
• 1.7 含二茂鐵的聚苯胺材料34-38
• 1.7.1 二茂鐵摻雜的聚苯胺材料34-35
• 1.7.2 聚（二茂鐵-苯胺）類材料35-38
• 1.8 導電聚苯胺材料的應用及發(fā)展前景38-39
• 1.8.1 二次電池38-39
• 1.8.2 電磁屏蔽材料39
• 1.8.3 電致變色材料39
• 1.8.4 傳感器39
• 1.9 論文的選題意義以及研究思路、主要內(nèi)容39-42
• 1.9.1 論文的選題意義39-40
• 1.9.2 論文的研究內(nèi)容40
• 1.9.3 論文創(chuàng)新點40-42
• 第二章 新型氧化劑制備取代聚苯胺微/納米材料42-69
• 2.1 前言42-43
• 2.2 實驗部分43-45
• 2.2.1 試劑43
• 2.2.2 儀器設備43-44
• 2.2.3 鈷鉬酸銨(CoMo_6)的合成44
• 2.2.4 微納米結構聚鄰甲苯胺(POT)和聚鄰甲氧苯胺(POMA)的制備44
• 2.2.5 主要測試與表征44-45
• 2.3 聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的形貌表征45-50
• 2.3.1 單體濃度對產(chǎn)物形貌的影響45-46
• 2.3.2 氧化劑CoMo_6的濃度對產(chǎn)物形貌的影響46-47
• 2.3.3 反應溫度對產(chǎn)物形貌的影響47-48
• 2.3.4 酸度對產(chǎn)物形貌的影響48-50
• 2.3.5 表面活性劑對產(chǎn)物形貌的影響50
• 2.4 聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的結構表征50-58
• 2.4.1 聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的紅外光譜50-52
• 2.4.2 聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的紫外光譜52-53
• 2.4.3 聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的核磁共振譜圖53-56
• 2.4.4 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的元素組成分析56-57
• 2.4.5 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的XRD圖57-58
• 2.5 片狀聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的形成機制58-59
• 2.6 COMO_6氧化機理的研究59-61
• 2.7 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的性能表征61-67
• 2.7.1 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的熱穩(wěn)定性61-63
• 2.7.2 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的熒光光譜63-65
• 2.7.3 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的電性能65-67
• 2.8 本章小結67-69
• 第三章 含二茂鐵基苯胺衍生物的合成與表征69-97
• 3.1 前言69-70
• 3.2 實驗部分70-75
• 3.2.1 試劑與精制方法70-71
• 3.2.2 所用原料和目標產(chǎn)物命名71-72
• 3.2.3 主要測試與表征72-73
• 3.2.4 化合物的合成73-75
• 3.3 化合物的分析與結構表征75-86
• 3.3.1 原料 1,1'-雙(1-甲氧羰基-1,1-二甲基-乙基)二茂鐵(BMCEFc)的分析75-80
• 3.3.2 目標化合物 1'-甲氧羰基1(N-二苯胺基)酰胺-1,1'-雙（1,1-二甲基-乙基）二茂鐵(MCAABEFc)的分析80-83
• 3.3.3 目標化合物 1,1'-雙[1-(N-二苯胺基)-酰胺-1,1-二甲基-乙基]二茂鐵(BAAEFc)的分析83-86
• 3.4 目標化合物(MCAABEFC/BAAEFC)的性能研究86-95
• 3.4.1 化合物的光學性質86-88
• 3.4.2 目標化合物對H_2PO_4~－的熒光響應88-92
• 3.4.3 目標化合物對H_2PO_4~－的電化學響應92-94
• 3.4.4 目標化合物的熱性能94-95
• 3.5 本章小結95-97
• 第四章 總結與展望97-99
• 4.1 論文的總結97-98
• 4.2 工作展望98-99
• 參考文獻99-117
• 碩士期間已發(fā)表論文和待發(fā)表論文117-118
• 致謝118-119

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