低溫液相碳基及聚苯胺基微米納米材料的制備與性質(zhì)研究.pdf

1、本論文研究和發(fā)展了低溫液相化學(xué)合成方法制備聚苯胺基空心微球以及碳基納米復(fù)合材料的技術(shù)，探索了如何通過(guò)調(diào)整具體實(shí)驗(yàn)條件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)物的形貌、組成和結(jié)構(gòu)、性質(zhì)的可控合成。分別采用氧化-還原驅(qū)動(dòng)法和無(wú)機(jī)硬模板法制備出近似單分散的聚苯胺和聚鄰甲氧基苯胺空心微球，核殼型碳包覆結(jié)構(gòu)納米復(fù)合材料，并提出相應(yīng)的形成機(jī)理。具體內(nèi)容歸納如下： 1.氧化-還原驅(qū)動(dòng)法聚苯胺微米納米結(jié)構(gòu)材料的選擇性合成 通過(guò)選擇H2O2-Fe3+體系為苯胺聚合的氧

2、化劑，以聚苯胺分子鏈上還原組分與氧氣氣泡的氧化-還原反應(yīng)為驅(qū)動(dòng)在水熱條件下一步法制備出近似單分散的聚苯胺空心微球，制得的聚苯胺空心微球的大小、壁厚尺寸、結(jié)構(gòu)組成和電導(dǎo)性質(zhì)均可控，并且此方法無(wú)需借助任何表面活性劑或者有機(jī)添加劑。 2.聚苯胺/鈀復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備與應(yīng)用 以有機(jī)聚合物為載體制備的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化材料在傳感器、有機(jī)催化劑等領(lǐng)域有著重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。利用合成出的聚苯胺空心微球的還原能力，在溫和條件下還原組裝上催化貴金屬

3、鈀納米顆粒，得到聚苯胺/鈀復(fù)合結(jié)構(gòu)。 3.氧化-還原驅(qū)動(dòng)法聚鄰甲氧基苯胺空心微球的制備及其功能化 一步法合成貴金屬@聚鄰甲氧基苯胺卵殼(Yolk-Shell)和雜化空心結(jié)構(gòu)，對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明Ag@聚鄰甲氧基苯胺卵殼結(jié)構(gòu)的生成是一個(gè)非協(xié)同生成機(jī)理；而對(duì)于Pd@聚鄰甲氧基苯胺雜化空心結(jié)構(gòu)，大部分Pd元素并未完全還原出來(lái)，而是還存在于聚合物殼層中，需要再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的氧化-還原處理才被大量的還原出來(lái)。并且研究了Pd@聚鄰甲氧基苯胺雜

4、化空心結(jié)構(gòu)的催化性質(zhì)。 4.低溫液相α-FeOOH/碳復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的合成研究 設(shè)計(jì)了一條溫和的低溫液相路線制備了α-FeOOH/碳納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。選擇丙酮和水的混合溶液體系有效抑制了環(huán)糊精均相碳化形成碳微球的趨勢(shì)。在溶液體系中引入丙酮，使碳水化合物的分解產(chǎn)物無(wú)法達(dá)到其臨界過(guò)飽和度，而選擇沉積在α-FeOOH納米晶上，制備出α-FeOOH/碳納米復(fù)合結(jié)構(gòu)材料。PH值范圍對(duì)于水溶液中鐵的氧化物的物相選擇起著至關(guān)重要的作用，在所