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《东北师范大学》 2010年
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非水体系下聚苯胺纳米结构的合成及气敏性质研究

张莉  
【摘要】: 本文在非水体系下,即有机溶剂丙酮存在的条件下,采用化学氧化聚合法,分别以不同有机羧酸为掺杂剂及无酸条件下,过硫酸铵为氧化剂成功地合成了不同形貌的聚苯胺纳米结构。对所得的材料进行了系列表征,研究了所得聚苯胺纳米材料的气敏性质。论文取得的主要研究成果如下: 1.以丙酮为溶剂,将醋酸纤维素溶解在丙酮中,形成微乳液,以草酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,成功地制备了草酸掺杂的球状聚苯胺纳米结构。聚苯胺的结构和形态通过红外光谱、X-射线粉末衍射、扫描电镜、循环伏安测试手段进行了表征。我们对纳米球的形成机制进行了推测,对材料的电导率也进行了测试,其值约为0.044 S/cm。 2.以丙酮为溶剂,过硫酸铵为氧化剂的条件下了合成了己二酸掺杂的聚苯胺纳米纤维网状结构,同时对材料进行了系列的表征。 3.以丙酮为溶剂,以草酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,成功的合成了聚苯胺纳米纤维槽结构,材料的结构和形态分别通过红外光谱、紫外光谱、X-射线粉末衍射、扫描电镜测试进行了表征。同时该材料也显示了较高的电导率,数值约为0.47 S/cm. 4.以丙酮为溶剂,过硫酸铵为氧化剂,无任何掺杂酸存在条件下,通过自组装方式一步形成了面包圈状聚苯胺纳米结构。我们对所得材料进行了一系列表征,并研究了材料对氨气的气敏性质。 5.聚苯胺纳米结构由于具有小尺寸效应,并具有比表面积高的特征,我们分别对以上合成的不同聚苯胺纳米材料进行了气敏性质的测试。研究了它们对氨气不同浓度的响应以及对氨气循环的响应。特别研究了聚苯胺-己二酸材料对NH3、N2H4和(C2H5)3N的气敏性,结果表明聚苯胺-己二酸纳米材料对(C2H5)3N有最好的气敏性。
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