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导电聚苯胺及聚苯胺纳米复合材料的制备与性能研究

夏争艳  
【摘要】:本文通过对导电聚苯胺(PAN)合成条件的详细研究,探究了聚苯胺的聚合机理,导电机理以及掺杂机理,并探索出最佳合成条件,在此条件下得到的聚苯胺具有较高电导率9.8S/cm。利用此条件制备了PAN/纳米TiO_2复合材料,并探索了纳米TiO_2的最佳用量。得到的复合材料电导率和溶解性能俱佳。与电化学方法制备的PAN/纳米TiO_2复合材料相比,该复合材料具有电导率高、溶解性能好、可大量生产等优点。最后向PAN/纳米TiO_2复合材料中添加稀土元素,并进一步研究了稀土元素对复合材料性能的影响。 导电聚苯胺的合成条件是关键性因素。傅立叶红外(FTIR)测试结果表明,聚苯胺的结构主要受氧化剂用量的影响,使用适量的氧化剂生成的聚苯胺的结构共轭程度更大,更有利于电子传输;电导率分析表明,酸浓度的高低将影响产物的单一性,适中的浓度范围有利于聚合按“头一尾”方式进行,链的单一性和有序性结构是聚苯胺具有高电导率的重要条件;实验事实表明,反应时间主要影响聚合物的分子量;要得到电导率和溶解性能俱佳的聚苯胺,掺杂剂的选择也很重要。 用电化学方法制备的PAN/纳米TiO_2复合材料,通过紫外-可见漫反射吸收(UV-Vis)、抗菌实验、电导率测试手段对复合材料性能进行表征,得到的复合材料的结构为聚苯胺膜覆盖于纳米TiO_2膜上,复合


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