聚苯胺纳米氧化铈复合材料研究.pdf

北京化工大学
硕士学位论文
聚苯胺/纳米氧化铈复合材料的研究
姓名:于跃华
申请学位级别:硕士
专业:高分子化学与物理
指导教师:李长江
20031201
摘要北京化工大学硕士学位论文在众多的结构型导电高分子材料中,聚苯胺被认为是最有希望在实际中得到应用的导电聚合物。本论文采用三种不同的方法:在纳米粒子存在下的在位分散聚合法、纳米水溶胶中的原位聚合法、纳米有机溶胶中的原位聚合法制得了聚苯胺/纳米复合材料。并且详细探索了含量对复合材本论文利用红外光谱、拉曼光谱对擅證春喜牧辖辛吮碚骱徒构分析,并利用透射电镜对其形态进行了观察。可以看出,在位分散聚合法得到的复合材料呈核壳结构,肽擅證溆谢Ъ慕岷稀K侵实淖用发生在由希饪梢酝ü焱夤馄缀屠馄坠餐っ鳌K芙褐械脑位聚合法几乎不能得到复合产品。在有机溶胶的原位聚合制得了溶于甲苯的纳米复合材料。被包裹着,做为掺杂剂进入校虲洳淮嬖诨Ъ慕岷稀在对擅證春喜牧系牡缪阅苎芯恐蟹⑾郑谖环稚⒕酆戏ǖ玫的复合材料的电导率随含量的增加而降低,并且在含量低时对电导率的影响较大。有机溶胶中的原位聚合法得到的复合材料的导电率随含量的增加呈下降的趋势,的含量对聚苯胺导电率有影响,但影响没有在位分散聚合法得到的大。料电导率的影响。
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北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的学位论文作者签名:所呈交的学位论文,是本人在导师的法律结果由本人承担。年月日
将导电高分子材料分为复合型和结构型两大判。北京化工大学硕士学位论文第一章绪论导电高分子概况物质按其电学性能可分为绝缘体、半导体、导体和超导体四类。长期以来,一直认为有机高分子材料的导电性是很低的,聚合物属于绝缘体范围。实际上并非如此。尽管大量高聚物是作为绝缘材料使用的,⑹发现掺杂聚乙炔导体报道以来各方面应用已有快速的发展。而他们三位科学家也因为对导电聚合物的发现与发展做出了杰出贡献而被授予年度诺贝尔化学奖。导电高分子的发现在化学和凝聚态材料物理学之间开辟了一个崭新的研究领域。导电高分子材料也称导电聚合物,具有导体的性质。按结构和制备方法不同复合型导电聚合物是指以高分子聚合物作基体,加入相当数量的导电物质缣己凇⑹ā⑻枷宋⒔鹗舴邸⒔鹗粝宋⒔鹗粞趸锏组合成的,兼有高分子材料的加工性和金属的导电性。与金属相比较,导电性复合材料具有加工性好、工艺简单、耐腐蚀、电阻率可调范围大、价格低等优点。复合型导电聚合物在技术上比结构型导电聚合物具有更加成熟的优势,用量最大最为普及的是碳黑填充型及金属填充型。这种材料通常依赖其中的导电功能体进行导电,大多数具有导电相和基体相的分相结构。这种结构可用于制成体积较大的各种产品和器件,也可用于制造某些功能性元器件,但其功能稳定性和持久性受到器件晟小尺度的限制,也就是说,复合导电聚合物材料不适合于微电子结构型导电聚合物也叫共轭导电聚合物、本征导电聚合物是指高分子聚合物本身或仅经少量掺杂后具有导电性的物质,一般是电子高度离域的共轭聚合物经过适当电子受体或供体进行掺杂后制得的。共轭导电聚合物材料在导电机理和结构特征方面与复合导电聚合物材料很不相同。筑波大学化学家元器件方面的应用。,.
¨㈣早僦北京化工大学硕士学位论文——超导有机聚合物“’。且它们的物理化学和电化学特性强烈地依赖于高聚物的围内变化鸵痗,最近又发现了一种新的聚合物,具有超导性,虽然分子材料中研究开发的重点。这种材料是以共轭高分子为主体的导电高分子材料,导电时的载流子是电子或空穴。在共轭聚合物中,分子内存在一维或二维的共轭双键体系,缱庸斓阑ハ嘟坏筺电子具有类似于金属中自由电子的特征,可以在共轭体系内自由运动。分子间的电子迁移则是通过跳跃机理来实现的图列出了经常用到的结构型导电聚合物。分子结构如图所示的聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺均属于典型的结构型导电聚合物,也是当今研究得最多最深入的”S肫胀ǜ呔畚锵啾龋嫉绺呔畚锏淖钕灾氐闶恰阂皇峭ü化学或电化学掺杂,它们的电导率可以在绝缘体、半导体、和金属导体的宽广范这种现像只是在极其苛刻的条件下才会出现,但是它的发现是一个历史性的跨越主链结构、掺杂剂的性质和掺杂程度。二是,具有颗粒或纤维结构的微观形貌。实验发现颗粒或纤维本身具有金属特性,而它被绝缘的空气所包围,通常用“导电孤岛”来描述。三是,具有优异的物理化学特性,如较高的室温电导率、可逆的氧化一还原特性、掺杂时伴