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《重庆大学》 2005年
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氧化剂对PAn/PTFE复合膜结构及电化学性能影响的研究

陈静  
【摘要】:导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能,在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件、以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。 在众多的导电高分子材料中,聚苯胺具有稳定性好、电导率高、结构多样化、掺杂机制特殊等特点,且制备成本低廉,是最具应用前景的导电高聚物之一。对聚苯胺进行复合改性不仅能克服其加工性能差的缺陷,还能通过此途径获得具有多种功能性的复合材料,从而拓展了其应用领域。 本文在认识聚苯胺分子结构对成膜结构性能影响的同时,综合考虑了膜相的微观结构形态和物理化学性质对宏观膜性能的影响,以膜相渗透化学原位聚合法,采用过硫酸铵((NH_4)_2S_2O_8)、正钒酸钠(Na_3VO_4)和三氯化铁(FeCl_3)三种不同氧化剂,分别使苯胺(An)化学原位聚合于聚四氟乙烯(PTFE)基体膜的微孔壁中,得到了具有不同微孔结构形态和电化学性能的PAn/PTFE复合导电膜。本文具体考察了聚合过程中对成膜性能影响较大的四个因素:苯胺单体与过硫酸胺摩尔比、掺杂酸(盐酸)浓度、反应温度和反应时间,通过研究上述因素对复合膜微孔结构和导电性能的影响,分别获得了三种氧化剂条件下制备较优性能的PAn/PTFE复合导电膜的适宜条件。 在此基础上为进一步弄清氧化剂对PAn/PTFE复合导电膜的膜孔结构及宏观膜性能的影响,本文采用泡点压力法—液体渗透法相结合的方法,对PTFE基体膜和三种不同PAn/PTFE复合膜的最大孔径及孔径分布进行对比测试研究,通过扫描电子显微镜观察了PAn/PTFE复合膜的表观形态,通过红外光谱测试分析了PAn/PTFE复合膜的复合机制,通过四探针法测定PAn/PTFE复合膜的表面电导率,相应的断面电导率由膜的断面电阻间接求得,在三电极体系中用电化学分析系统分别测定了复合膜电极的循环伏安特性和交流阻抗特性。研究结果表明,以膜相渗透化学原位聚合法,采用三种不同氧化剂合成制备PAn/PTFE复合导电膜均能对PTFE基膜起到一定的修饰作用,与(NH_4)_2S_2O_8和FeCl_3作氧化剂时相比,使用Na_3VO_4得到的复合膜结构最为致密,膜孔中聚苯胺的含量最高,且在保持较高表面电导率(2.62s·cm~(-1))的同时,断面电导率提高了1~2个数量级,电化学活性增强。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB43

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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