聚苯胺及其復(fù)合材料的制備與氨敏特性研究.pdf

1、聚苯胺(PANI)作為一種導(dǎo)電聚合物，由于其特殊的性質(zhì)而被廣泛應(yīng)用于氣體傳感器中。本文以制備性能優(yōu)良的導(dǎo)電PANI及其復(fù)合材料為目的，在對(duì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，對(duì)PANI合成工藝參數(shù)和氣敏特性進(jìn)行了研究。
　　采用化學(xué)氧化聚合法，以苯胺為單體，過(guò)硫酸銨(APS)為氧化劑，在不同的酸性介質(zhì)中合成了摻雜態(tài)PANI，利用反摻雜法制備了本征態(tài)PANI；選用溶膠-凝膠法中的PANI前驅(qū)體法制備了聚苯胺/納米SnO2復(fù)合材料；最

2、后通過(guò)浸漬-提拉法將上述樣品制備成薄膜元件。
　　運(yùn)用XRD、Raman、FT-IR對(duì)PANI及其復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析；采用SEM對(duì)PANI及其復(fù)合材料的表面形貌進(jìn)行了分析；利用TG-DSC對(duì)其熱性能進(jìn)行了分析。
　　采用靜態(tài)配氣法，在室溫下，測(cè)試了薄膜元件對(duì)氨氣的氣敏特性，研究了合成工藝條件、SnO2/An的摩爾比對(duì)薄膜元件氣敏特性的影響；分析了不同元件隨氨氣濃度升高的變化及元件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。
　　研究結(jié)果表明：

3、本征態(tài)PANI基本為無(wú)定形態(tài)，且顆粒分布較為松散，酸摻雜后的PANI具有取向有序性和一定的結(jié)晶性，顆粒堆積起來(lái)呈現(xiàn)“礁石”狀結(jié)構(gòu)；摻雜的主要部位是在醌式氮原子上，而不是苯式氮原子上；在苯胺濃度為0.2 mol/L，酸濃度為0.3 mol/L，n(APS)/n(An)=1條件下，持續(xù)反應(yīng)5 h，得到了氣敏性較好的PANI；有機(jī)酸摻雜的PANI的靈敏度高于無(wú)機(jī)酸摻雜的，且環(huán)境穩(wěn)定性也較好。對(duì)于復(fù)合材料，隨著 n(SnO2)/n(An)的增加