基于聚苯胺的微納米傳感機(jī)理研究.pdf

1、聚苯胺在導(dǎo)電聚合物家族中擁有著特殊的地位，因?yàn)槠洫?dú)特且新穎的特性，因而在微/納米器件，超級(jí)電容器，納米原材料，太陽(yáng)能電池，色彩展示和聚合物膜中有著極大的潛在應(yīng)用價(jià)值。在苯環(huán)上或者氮取代基上引入可電離的官能團(tuán)可能會(huì)導(dǎo)致母本聚苯胺擁有新的特性，但并不會(huì)本質(zhì)上失去導(dǎo)電性，從而擴(kuò)大了聚苯胺在原料器件中的應(yīng)用。最近，越來(lái)越多的研究人員都關(guān)心如何將聚苯胺應(yīng)用到傳感器領(lǐng)域。因此，我們考慮到了研究聚苯胺的二氧化碳?xì)饷魝鞲刑匦院蛻?yīng)力應(yīng)變傳感特性。我們主要

2、通過(guò)量子力學(xué)并結(jié)合了分子動(dòng)力學(xué)，利用Materials Studio軟件來(lái)對(duì)本文工作展開(kāi)計(jì)算。
　　由于大多數(shù)導(dǎo)電聚合物可以通過(guò)引入不同的取代基或者通過(guò)摻雜-脫摻雜便可調(diào)整其化學(xué)和物理特性。因此，我們首先通過(guò)第一性原理密度泛函理論研究官能化對(duì)無(wú)定形聚苯胺結(jié)構(gòu)、化學(xué)特性、物理特性和電子特性將怎樣發(fā)生改變。通過(guò)分析獲得的能壘、反應(yīng)能和最小反應(yīng)途徑，結(jié)果表明，由于取代基的質(zhì)子酸摻雜，聚苯胺衍生物化學(xué)反應(yīng)活性明顯增強(qiáng)。此外，通過(guò)比較原子對(duì)

3、，能帶結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)角，帶隙，態(tài)密度和吸收光譜的研究發(fā)現(xiàn)苯環(huán)的衍化并不會(huì)實(shí)質(zhì)改變聚苯胺的電子特性但卻極大的改變了其光學(xué)特性。
　　其次，由于苯環(huán)的衍化使得聚苯胺的性質(zhì)在一定程度上發(fā)生了變化，我們對(duì)本征態(tài)聚苯胺和鈉磺化聚苯胺的二氧化碳?xì)怏w傳感特性進(jìn)行了探究。另外，我們還討論了官能團(tuán)修飾的位置和數(shù)量對(duì)聚苯胺傳感特性的影響，并分析其基本機(jī)理。
　　最后，我們計(jì)算了拉伸應(yīng)力對(duì)鹽酸摻雜的本征態(tài)聚苯胺（還原態(tài)聚苯胺）的影響，分析還原態(tài)聚苯胺