導電高分子是指主鏈具有共軛體系,通過摻雜可變成導電態(tài),電導率達到1000 S/cm以上的一類聚合物材料。由于其獨特的性能,導電高分子在能源、光電子器件、傳感器、分子導線等諸多領域具有潛在的應用價值。本論文中,將導電聚吡咯高分子與聚丙烯酸、臺盼藍、氧化石墨烯有機結合,研究了響應性水凝膠和超級電容器中電極復合材料的電化學性能。（1）簡要概述了導電聚合物以及其制備方法,介紹了導電水凝膠在傳感器中的分類、制備以及應用。此外,對超級電容器的分類、制備方法等研究現狀也做了一簡單概述。（2）以多官能團臺盼藍（TB）作為聚丙烯酸（PAA）和聚吡咯（PPy）的交聯(lián)劑,制備了可伸縮且可自愈的PAA-TB-PPy導電水凝膠。TB的引入不僅改善了水凝膠的保水能力,而且還有助于形成高度互連的導電網絡,賦予水凝膠以高電導率（15 S/m）,這幾乎等同于純PPy水凝膠。由于半互穿網絡結構的高度穩(wěn)定性,水凝膠顯示出超拉伸性（斷裂伸長率大于750%）,高機械強度和對各種固體表面的強粘合特性。另外,水凝膠還具有良好的應變和壓力敏感特性,并呈現出線性關系,使其在智能材料與檢測中具有潛在的應用價值。（3）在TB和改性氧化石墨... 

【文章來源】：河北大學河北省

【文章頁數】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

共軛聚合物的化學結構

河北大學碩士學位論文2聚苯撐（PPP）和聚苯胺（PANI）是常用的導電聚合物，人們對這幾種導電聚合物進行了比較多的研究。圖1-1總結了常用共軛導電聚合物的化學結構。1.1.2常見的合成方法導電聚合物具有容易制備的特點，常見的合成方法一般有兩種：化學氧化聚合法與電化學聚合法。其它方法還有模板聚合法[13]和界面聚合法[14]等。1.1.2.1化學氧化聚合法圖1-2PPy的形態(tài)：（a）花椰菜狀顆粒；（b）納米粒子；(c)納米膠囊；（d）納米線；（e）納米纖維；（f）納米管Fig.1-2MorphologyofPPy:(a)cauliflower-likeparticles.(b)nanoparticles.(c)nanocapsules.(d)nanowires.(e)nanofibers.(f)nanotubes化學氧化聚合法是利用氧化劑來引發(fā)導電聚合物聚和的反應。摻雜劑和氧化劑對產物的摻雜度、結晶度和分子鏈的結構等有著重要影響，不相同的反應條件對最終產物的形態(tài)和性能有著決定性的作用。有很多種合成導電聚合物的氧化劑，例如（NH4）2S2O8、K2S2O8、H2O2和各種含過渡金屬離子（例如Fe3+、Ce4+、Ru3+、Mn7+、Cu2+、Cr6+）的鹽或是它們的混合物[15、16]。通過更改化學聚合系統(tǒng)的不同組合，可以將導電聚合物制備成納米顆粒、納米纖維、納米球、納米線和納米管等各種形態(tài)的聚合物，如圖1-2展示了部分導電聚合物微觀形貌。導電聚合物的準確形態(tài)很大程度上取決于反應條件和氧化劑的種類。采用化學氧化聚合制備導電聚合物有成本低、過程簡單以及適合大規(guī)模生產的優(yōu)點，但也有在聚合過程中因使用氧化劑而導致產物純度不足、反應條件不容易精確控制、重復性比較差等缺點。

第一章緒論31.1.2.2電化學聚合法圖1-3用于電化學聚合的三電極系統(tǒng)：浸入單體和電解質溶液中的參比電極、工作電極和對電極Fig.1-3Threeelectrodessystemforelectrochemicalpolymerization:reference,working,andcounterelectrodessubmersedinamonomerandelectrolytesolution電化學聚合通常在單電池室中進行，在由單體和電解質組成的溶液中采用三電極體系進行電化學聚合（圖1-3）。電化學聚合法可以分為恒電位法、恒電流法、循環(huán)伏安法和脈沖恒電位法。通過隨時間改變電位或電流可以控制膜的厚度和特性。電化學聚合的過程中，聚合時間、電壓、電極、電解質溶液及其pH等均是影響產物性能的因素。與化學聚合反應不同，最終產物的形態(tài)主要取決于底物的性質。采用電化學聚合制備，產物的最終形態(tài)只會產生納米纖維和薄膜。電化學聚合法的反應條件比較簡單，易于精確控制，可重復性好，但制備設備比較復雜，適合在在實驗室的小批量合成。1.2導電水凝膠簡介導電水凝膠（CHs）是一種與傳統(tǒng)水凝膠相似并且具有導電性的材料，其概念最早由Gilmore等人提出[17]。凝膠是一種充滿大量流體的彈性交聯(lián)聚合物網絡。在其交聯(lián)網絡中，水凝膠可以容納大量水使自身膨脹至體積不再發(fā)生變化。溶脹和保留大量水的能力是由于水凝膠聚合物主鏈具有相連的親水性基團，溶解阻力是由于交聯(lián)的水凝膠網絡，


本文編號：3301474