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导电高分子纳米材料的电化学合成

张家鑫  
【摘要】:导电高分子材料和纳米技术的结合,在催化、光学、药物转移、微电子等方面有着巨大的潜在应用。这些纳米结构化的材料不仅具有导电高分子自身的特点,同时也兼具纳米材料的特殊性质,使其在许多方面发挥着其它材料不可替代的作用。获得特定的结构是纳米材料应用的基础,因此,制备可控的、多样的导电高分子纳米材料就显得非常重要。电化学合成技术能有效地控制导电高分子的生长速度和生长量;因此,可以方便地控制其纳米材料的尺寸和形貌。本博士论文主要利用电化学氧化法,制备和表征了聚噻吩、聚苯、聚苯胺等通用导电高分子的纳米结构材料。 1.本文用电化学方法在多孔氧化铝膜模板中制备了聚噻吩包裹着的金、银、钴、铜纳米线阵列。通过控制电化学合成过程中的电量,获得了长径比不同的纳米复合材料。由于使用了三氟化硼乙醚溶液体系中电聚合得到的高强度的聚噻吩作为包裹层,获得的复合纳米线外观平整,整齐均一,聚噻吩层附着力好。此方法同样可以推广到其它导电高分子/金属、非金属复合纳米线阵列的制备中。 2.在三氟化硼乙醚、三氟乙酸混合电解液中加入十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸等不同的乳化剂及苯,通过电化学氧化聚合的方法,在ITO电极表面制备了聚苯纳米管阵列。提出该纳米管阵列形成的机理为胶束成核机理,电解液中胶束的存在及胶束的大小、浓度对聚苯纳米管阵列的形貌有直接的影响。 3.用电化学氧化的方法,通过水/油两相界面聚合在电极表面获得了分布均匀,直径均一的聚苯胺纳米纤维膜。这种纤维的形成区别于一般的模板法或无模板法,无须引入外来的空间取向因素,是聚苯胺的一种特有性质。纤维的形成受所用掺杂剂(酸)的影响。这种纤维由于具有高的比表面积,用做传感器时可望在响应速度和灵敏度等方面获得提高。


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