聚苯胺纳米材料的制备与表征.docx
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1、 聚苯胺纳米材料的制备与表征 导电聚苯胺以其较高的电导率、良好的稳定性以及单体廉价易得、合成简洁、具有独特的掺杂/脱掺杂机理等优点,始终是导电高分子材料的讨论热点1,并且在电磁屏蔽、太阳能电池、超级电容器4、化学传感器5、防腐蚀6、气体分别及催化等方面有着宽阔的应用前景聚苯胺的合成方法有许多,如乳液聚合法、微乳液聚合法、模板浸渍法、界面聚合法、快速混合法、电化学聚合法等,其中快速混合法是在掺杂剂存在的条件下,将含有苯胺的溶液与含有氧化剂的溶液快速混合,这种方法不仅操作简便、工艺简洁、条件温柔,而且能够防止由于氧化剂的浓度不匀称和苯胺聚合的自催化作用引起的聚合不匀称现象10本文以对甲苯磺酸为掺杂
2、酸,以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,在水溶液中进展苯胺的单体氧化聚合,通过掌握n(掺杂酸)/n(单体),合成不同掺杂比例的聚苯胺通过测试不同掺杂比例的聚苯胺的导电性能,确定最优的对甲苯磺酸掺杂量 1试验方法 11试剂与仪器苯胺(An),A,天津市大茂化学试剂厂;过硫酸铵(APS),A,天津市科密欧化学试剂有限公司;对甲苯磺酸(APS),A,天津市大茂化学试剂厂;乙醇,A,天津市恒兴化学试剂制造有限公司;去离子水苯胺单体使用前经一次减压蒸馏,其他试剂未经处理直接使用 12合成方法酸掺杂PANI的合成方法:取蒸馏后的苯胺单体054mL和20mL不同浓度的对甲苯磺酸配置成混合溶液A,再配置137g过
3、硫酸铵和20mL不同浓度的对甲苯磺酸的混合溶液B,将B溶液直接倒入A溶液中,室温下闭口静置,反响8h将所得混合溶液抽滤,所得沉淀即为聚苯胺粗产品分别用去离子水和无水乙醇洗涤聚苯胺粗产品数次至洗脱液呈无色且pH中性,通风枯燥箱中85枯燥24h后取出,研磨得样本征态PANI的合成方法:将墨绿色的掺杂态聚苯胺用15mol/L的氨水浸泡过夜,次日抽滤,利用一样浓度的氨水洗涤数次,再用蒸馏水洗涤至滤液pH呈中性,85枯燥后即得本征态的PANI 13测试与表征聚苯胺构造用傅立叶变换红外光谱仪(FTIspectra,Frentier,Perkinelmer公司),紫外可见光谱仪(UVVisspectra,C
4、AY300,美国Varian公司),扫描电子显微镜(JSM6360LV),数显电导率仪(DDS11A) 2结果与争论 21红外光谱分析图1和图2为本征态以及不同比例掺杂的聚苯胺的傅里叶变换红外光谱图,其中图1中掺杂态聚苯胺的掺杂比例为n(TSA)/n(An)=1由图1和图2可知,本征态PANI分别在1588、1494、1301、1163和827cm1四周特征汲取峰,分别依次对应聚苯胺链上醌式、苯式构造的骨架振动伸缩特征汲取峰,CN的伸缩振动峰,NQN(Q为醌环)的特征汲取峰,苯环中CC弯曲振动特征汲取峰和醌环中的CH的特征汲取峰掺杂后的聚苯胺含有聚苯胺根本官能团的所特有的特征汲取峰,说明掺杂的
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