本文關(guān)鍵詞：聚酰亞胺薄膜與ZnO-SnO_2和石墨烯功能復(fù)合及其結(jié)構(gòu)與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：柔性聚酰亞胺薄膜以其高強(qiáng)度、高模量、尺寸穩(wěn)定性和可大面積化連續(xù)加工等諸多優(yōu)點(diǎn),成為功能化納米復(fù)合薄膜的優(yōu)選底材。金屬氧化物半導(dǎo)體如ZTO或(ZnO-SnO_2)以其很高的場(chǎng)效應(yīng)遷移率、高的熱穩(wěn)定性、寬帶隙、低價(jià)、平整性好和光電性能易調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)而受到極大關(guān)注。石墨烯作為一種具有較大比表面積和優(yōu)異電子傳導(dǎo)性能且具高導(dǎo)熱和高強(qiáng)度的二維納米碳材料,已被廣泛用于復(fù)合材料性能的改進(jìn)研究。本文選用均苯四酸酐(PMDA)、4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-ODA)、N,N’-二甲基乙酰胺(DMAc)合成聚酰胺酸。首先向PI前驅(qū)體PAA薄膜中載入兩種金屬離子Zn2+和Sn2+,隨后通過(guò)熱處理使PAA環(huán)化形成PI,載入的Zn2+和Sn2+在PI表面 原位‖形成PI/ZnO-SnO_2復(fù)合薄膜。通過(guò)X射線衍射(XRD),掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)晶體形成過(guò)程進(jìn)行了研究。在SnCl2和ZnCl2溶液中先后進(jìn)行離子交換,隨著熱處理溫度的逐漸升高,晶體結(jié)構(gòu)越來(lái)越完善。在400℃下處理5小時(shí),形成較完善的ZnO-SnO_2晶體,同時(shí)在適當(dāng)?shù)碾x子交換時(shí)間和熱處理溫度下,可以形成連續(xù)的ZnO-SnO_2晶體層。改變兩種離子交換時(shí)間,觀測(cè)兩種離子的載入量,即Zn2+能夠?qū)⑾惹爸萌氲腟n2+置換出來(lái),推測(cè)認(rèn)為Zn2+的離子半徑小于Sn2+的離子半徑,隨著離子半徑的增加離子交換的量減少,因此Sn2+較容易被置換出來(lái)。PI/ZnO-SnO_2復(fù)合薄膜基本保持了PI基體優(yōu)異的熱性能。同時(shí)復(fù)合薄膜展示了半導(dǎo)體的性能,表面電阻從13MΩ到20MΩ。在PAA薄膜的表面旋涂不同濃度的石墨烯溶液,在通N2的管式爐中熱處理使PAA環(huán)化形成PI。實(shí)驗(yàn)中對(duì)復(fù)合薄膜的表面形貌、納米粒子的形貌以及薄膜的相關(guān)性能進(jìn)行了表征。通過(guò)XRD測(cè)試,說(shuō)明聚酰亞胺表面旋涂上了石墨烯,并且石墨烯是以晶體形式存在于薄膜表面,聚酰胺酸的亞胺化過(guò)程沒(méi)有影響到石墨烯的晶體形態(tài)。通過(guò)FTIR測(cè)試,發(fā)現(xiàn)復(fù)合薄膜仍呈現(xiàn)聚酰亞胺本體的結(jié)構(gòu)特征。在聚酰亞胺表面復(fù)合石墨烯,有效的改善了聚酰亞胺薄膜表面的電導(dǎo)率,隨著所旋涂的石墨烯濃度增加聚酰亞胺薄膜表面的電子自由移動(dòng)能力增強(qiáng),表面電阻越小。
【關(guān)鍵詞】：聚酰亞胺 ZnO-SnO_2 半導(dǎo)體 復(fù)合薄膜 石墨烯
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB332;TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 研究背景9
• 1.2 聚酰亞胺概述9-10
• 1.3 聚酰亞胺的合成方法10-12
• 1.4 聚酰亞胺性能12-13
• 1.5 聚酰亞胺/石墨烯復(fù)合材料13-15
• 1.5.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)性能與應(yīng)用13-14
• 1.5.2 聚酰亞胺/石墨烯復(fù)合薄膜的制備14-15
• 1.6 聚酰亞胺/金屬氧化物復(fù)合材料15-20
• 1.6.1 金屬氧化物的性能與應(yīng)用15-16
• 1.6.2 聚酰亞胺/金屬氧化物復(fù)合薄膜的制備16-20
• 1.7 本論文研究的意義與內(nèi)容20-21
• 1.7.1 論文選題的立論、目的和意義20
• 1.7.2 實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第二章 PI/ZnO-SnO_2納米復(fù)合薄膜制備21-43
• 2.1 前言21-22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料22
• 2.2.2 主要設(shè)備與儀器22-23
• 2.2.3 PI/ZnO復(fù)合薄膜的制備23-25
• 2.2.4 PI/SnO_2復(fù)合薄膜的制備25
• 2.2.5 PI/ZnO-SnO_2復(fù)合薄膜的制備25-26
• 2.2.6 表征方法26-27
• 2.3 結(jié)果與討論27-40
• 2.3.1 鋅鹽體系的研究27-29
• 2.3.2 錫鹽體系的研究29-31
• 2.3.3 PI/ZnO-SnO_2復(fù)合薄膜的研究31-40
• 2.3.3.1 PI/ZnO-SnO_2復(fù)合薄膜的XRD測(cè)試分析31-33
• 2.3.3.2 PI/ZnO-SnO_2復(fù)合薄膜的掃描電鏡測(cè)試分析33-34
• 2.3.3.3 PI/ZnO-SnO_2復(fù)合薄膜的能譜測(cè)試分析34-37
• 2.3.3.4 PI/ZnO-SnO_2復(fù)合薄膜的ICP測(cè)試分析37-39
• 2.3.3.5 PI/ZnO-SnO_2復(fù)合薄膜的性能測(cè)試分析39-40
• 2.4 本章小結(jié)40-43
• 第三章 PI/石墨烯復(fù)合薄膜的制備43-51
• 3.1 前言43
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分43-45
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料43-44
• 3.2.2 主要設(shè)備與儀器44
• 3.2.3 樣品制備44-45
• 3.2.4 性能測(cè)試與表征45
• 3.3 結(jié)果與討論45-48
• 3.3.1 聚酰亞胺/石墨烯復(fù)合薄膜的表面電阻測(cè)試45-46
• 3.3.2 聚酰亞胺/石墨烯復(fù)合薄膜的XRD測(cè)試46-47
• 3.3.3 聚酰亞胺/石墨烯復(fù)合薄膜掃描電鏡測(cè)試47
• 3.3.4 聚酰亞胺/石墨烯復(fù)合薄膜的AFIR測(cè)試47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-51
• 第四章 結(jié)論51-53
• 參考文獻(xiàn)53-59
• 致謝59-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果61

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：388086