聚苯胺微-納米材料的濕化學(xué)法合成及其形貌調(diào)控.pdf

1、本文研究了無任何添加劑的水溶液、酸/堿溶液、表面活性劑稀溶液及膠束溶液、以及水/有機(jī)相界面等不同條件下，苯胺的氧化聚合過程與聚苯胺納米結(jié)構(gòu)生長之間的關(guān)聯(lián)，為聚苯胺納米材料的可控合成提供理論依據(jù)。 在無任何添加劑的水溶液中通過苯胺的氧化聚合法制備了聚苯胺多級(jí)結(jié)構(gòu)——納米纖維編織的微米席。以電鏡、紅外光譜以及XRD等手段測(cè)試了不同反應(yīng)時(shí)間所得產(chǎn)物的形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)以及結(jié)晶性，進(jìn)而討論了聚苯胺微米席的生長機(jī)理。在較低氧化劑/單體摩爾比條

2、件(0.1:1-0.8:1)下，苯胺稀溶液氧化聚合制備了聚苯胺二維片結(jié)構(gòu)與三維花狀多級(jí)結(jié)構(gòu)。在該摩爾比為0.1:1-0.3:1時(shí)，產(chǎn)物的形貌主要為片狀結(jié)構(gòu)；而當(dāng)該比例在0.4:1-0.8:1之間時(shí)，得到了花狀結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。分別研究了它們的生長過程，探索了其形成機(jī)理。 考察了酸/堿性對(duì)聚合過程以及產(chǎn)物形貌、結(jié)構(gòu)的影響。在室溫、無機(jī)酸稀溶液中制備了導(dǎo)電態(tài)的聚苯胺矩形亞微米管組裝的扇形超級(jí)結(jié)構(gòu)。通過管基扇狀結(jié)構(gòu)生長過程的測(cè)量以及苯胺氧化

3、聚合過程的討論，推測(cè)了矩形管的形成及其扇形組裝的機(jī)理。在堿性溶液中，苯胺氧化聚合得到了納米片基的微米球、納米棒基的微米球、納米盤基的微米棒。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，微米棒是由納米盤通過交聯(lián)反應(yīng)面對(duì)面疊加而成，稱之為納米盤基的微米塔?？疾炝瞬煌磻?yīng)時(shí)間微米塔的形貌進(jìn)化與化學(xué)結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而探討了其生長過程。 在陰離子表面活性劑稀溶液中制備了聚苯胺矩形亞微米管?？疾炝吮桨穯误w濃度、氧化劑/單體摩爾比對(duì)矩形管尺寸與形貌的影響，并研究了其生長過程

4、。當(dāng)該體系中添加有無機(jī)酸時(shí)，即在SDS/HCl稀溶液中制備了表面覆蓋有納米結(jié)構(gòu)的矩形亞微米管。研究了反應(yīng)溫度、SDS與HCl濃度對(duì)產(chǎn)物形貌的影響，討論了該結(jié)構(gòu)的生長機(jī)理。在TX-100膠束體系中，通過苯胺、吡咯混合物的氧化聚合，成功地制備了聚(苯胺-吡咯)共聚空心納米球。DLS實(shí)驗(yàn)證實(shí)了反應(yīng)體系中TX-100膠束的存在以及共聚單體在膠束內(nèi)的增溶；討論了共聚空心納米球的形成機(jī)理。以FTIR、UV-vis與1H NMR譜圖表征了產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)