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超声辐照下聚苯胺复合材料的制备与性能研究

2020-12-07阅读(283)

超声辐照下聚苯胺复合材料的制备与性能研究

论文摘要

本论文作者在超声辐照条件下,通过化学氧化聚合,制备了盐酸（HCl）掺杂聚苯胺（PANI）纳米棒、十二烷基苯磺酸（DBSA）掺杂聚苯胺和HCl掺杂聚苯胺/纳米二氧化钛（TiO2）复合材料。采用FTIR, UV-vis光谱, SEM, XRD,四电极电导率仪和电化学工作站对材料的结构与性能进行研究。超声辐照下,应用溶液聚合法得到的HCl掺杂PANI纳米棒具有较高的掺杂程度和质子化程度;由于形成了纳米棒,HCl掺杂PANI的大分子具有较高的结构规整度,导致该材料的室温电导率、热稳定性提高。超声辐照下制备的HCl掺杂PANI纳米棒具有较好的电容行为、较高的电化学性能和电致变色性。超声辐照下,应用乳液聚合法制备的DBSA掺杂PANI的颗粒小且尺寸分布均匀;超声辐照对DBSA掺杂PANI化学结构、热稳定性和室温电导率的影响不大。DBSA掺杂PANI具有电容特性和电致变色性,当DBSA与ANI摩尔比一定时,机械搅拌下乳液聚合得到的DBSA掺杂PANI的电化学性能较好。超声辐照下,应用化学氧化溶液原位聚合法,制备了HCl掺杂PANI/TiO2复合材料。此种复合材料具有良好的紫外吸收特性和热稳定性。但是,纳米TiO2附着在PANI纳米棒表面,阻碍了PANI纳米棒的形成,并使复合材料中PANI大分子的结构规整度下降、从而导致其室温电导率和电化学活性下降。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 课题背景及研究意义
  • 1.2 导电高聚物
  • 1.2.1 导电高聚物的概述
  • 1.2.2 聚苯胺
  • 1.3 超声辐照
  • 1.3.1 超声辐照的基本原理
  • 1.3.2 超声辐照溶液聚合
  • 1.3.3 超声辐照引发本体聚合
  • 1.3.4 超声辐照引发乳液聚合
  • 1.3.5 超声辐照合成纳米材料
  • 1.3.6 超声辐照主要应用领域
  • 1.3.7 超声辐照法制备聚苯胺材料研究概况
  • 1.4 纳米二氧化钛
  • 1.4.1 纳米二氧化钛简介
  • 1.4.2 纳米二氧化钛的制备
  • 1.4.3 聚苯胺/二氧化钛复合材料研究进展
  • 1.5 电致变色
  • 1.5.1 电致变色概述
  • 1.5.2 电致变色材料种类
  • 1.5.3 电致变色机理
  • 1.5.4 电致变色的应用
  • 1.6 本论文的研究目的和主要研究内容
  • 1.6.1 本论文的研究目的
  • 1.6.2 本论文的主要研究内容
  • 第二章 超声辐照法HCl 掺杂PANI 的结构与性能研究
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验
  • 2.2.1 实验原料
  • 2.2.2 实验仪器及设备
  • 2.2.3 实验步骤
  • 2.2.4 结构表征与性能测试
  • 2.3 实验结果与讨论
  • 2.3.1 超声辐照法HCl 掺杂PANI 纳米棒的FTIR 分析
  • 2.3.2 超声辐照法HCl 掺杂PANI 纳米棒的FESEM 分析
  • 2.3.3 超声辐照法HCl 掺杂PANI 纳米棒的XRD 分析
  • 2.3.4 超声辐照法HCl 掺杂PANI 纳米棒的电导率
  • 2.3.5 超声辐照法HCl 掺杂PANI 纳米棒的TGA 分析
  • 2.3.6 超声辐照法HCl 掺杂PANI 纳米棒的循环伏安曲线
  • 2.3.7 超声辐照法HCl 掺杂PANI 纳米棒的电致变色性能
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 超声辐照法DBSA 掺杂PANI 的结构与性能研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验
  • 3.2.1 实验原料
  • 3.2.2 实验仪器及设备
  • 3.2.3 实验步骤
  • 3.2.4 结构表征与性能测试
  • 3.3 实验结果与讨论
  • 3.3.1 超声辐照法DBSA 掺杂PANI 的FTIR 分析
  • 3.3.2 超声辐照法DBSA 掺杂PANI 的FESEM 分析
  • 3.3.3 超声辐照法DBSA 掺杂PANI 的XRD 分析
  • 3.3.4 超声辐照法DBSA 掺杂PANI 的TGA 分析
  • 3.3.5 超声辐照法DBSA 掺杂聚苯胺的电导率测量
  • 3.3.6 超声辐照法DBSA 掺杂PANI 的循环伏安曲线测定
  • 3.3.7 超声辐照法DBSA 掺杂PANI 的电致变色性能
  • 3.4 本章小结
  • 2复合材料的结构与性能研究'>第四章 超声辐照法PANI/TiO2复合材料的结构与性能研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验
  • 4.2.1 实验原料及仪器
  • 4.2.2 实验所用仪器及设备
  • 4.2.3 实验步骤
  • 4.2.4 结构表征与性能测试
  • 4.3 验结果与讨论
  • 2 复合材料的FTIR 分析'>4.3.1 超声辐照法PANI/TiO2 复合材料的FTIR 分析
  • 2 复合材料的UV-vis 光谱分析'>4.3.2 超声辐照法PANI/TiO2 复合材料的UV-vis 光谱分析
  • 2 复合材料的FESEM 分析'>4.3.3 超声辐照法PANI/TiO2 复合材料的FESEM 分析
  • 2 复合材料的XRD 分析'>4.3.4 超声辐照法PANI/TiO2 复合材料的XRD 分析
  • 2 复合材料的室温电导率'>4.3.5 超声辐照法PANI/TiO2复合材料的室温电导率
  • 2 复合材料的TGA 分析'>4.3.6 超声辐照法PANI/TiO2 复合材料的TGA 分析
  • 2 复合材料的循环伏安特性分析'>4.3.7 超声辐照法PANI/TiO2复合材料的循环伏安特性分析
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 结论
  • 参考文献
  • 发表论文和科研情况说明
  • 致谢

    • 相关论文文献

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