光电功能聚合物一维纳米结构模板法制备及浸润转变研究

论文摘要

本文采用溶液和熔体浸润阳极氧化铝模板（AAO）的物理方法制备聚合物纳米线与纳米管,成功制备出了聚乙烯咔唑（PVK）、尼龙11（PA11）、聚偏氟乙烯（PVDF）、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物（P（VDF-TrFE））等聚合物纳米线与纳米管阵列结构,并对其中的浸润转变机理进行了初步探讨。利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对样品进行测试,主要结果为:以三氯甲烷为溶剂的PVK溶液浸润AAO模板,在2.5 wt%、3.5 wt%时制得了PVK纳米管,其外径约为200 nm,管壁厚度分别为30 nm和70 nm;5.0 wt%、10.0wt%时制得了PVK纳米线,其直径约为200 nm,与所用模板的直径一致。以二甲基甲酰胺为溶剂的PVDF溶液,浸润AAO模板,在3.5 wt%和5.0 wt%时制得了PVDF纳米管;在7.5 wt%与10.0 wt%时制得PVDF纳米线,其直径约为200 nm,与所用模板的直径一致。以熔体PA11浸润模板,210℃时制得了PA11纳米线,240℃、270℃下制得了聚合物纳米管。以PVDF熔体浸润模板。200℃熔体浸润模板制得纳米线,230℃、260℃熔体浸润模板制得纳米管。以P（VDF-TrFE）熔体浸润模板。180℃时制得共聚物纳米线,210℃、240℃时制得共聚物纳米管。低浓度溶液制得聚合物纳米管,高浓度溶液制得纳米线;两者之间存在着一个临界浓度值Cw。低温熔体浸润模板制得纳米线,高温熔体浸润模板制得纳米管;两者之间存在着一个临界温度值Tw。制得纳米管的浸润体系为完全浸润,制得纳米线的浸润体系为部分浸润。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 文献综述
• 1.1 聚合物一维纳米材料研究进展
• 1.1.1 聚合物一维纳米材料的制备方法
• 1.1.2 聚合物一维纳米材料的应用
• 1.2 模板法制备聚合物一维纳米材料的机理研究进展
• 1.2.1 聚合物纳米管制备机理
• 1.2.2 浸润转变机理
• 1.2.3 多次浸润机理理论
• 1.2.4 模板表层吸收聚合物方式
• 1.3 光导体与铁电体一维纳米结构的制备
• 1.3.1 铁电体简介
• 1.3.2 光导体简介
• 1.3.3 光导体与铁电体一维纳米结构的制备
• 1.4 研究目的及意义
• 第二章 溶液浸润模板法制备聚合物一维纳米结构
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 试剂和仪器
• 2.1.2 聚合物溶液的配制
• 2.1.3 聚合物纳米管的制备方法
• 2.1.4 扫描电镜（SEM）测试样品的制备
• 2.1.5 透射电镜（TEM）测试样品的制备
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 所使用的AAO模板
• 2.2.2 PVK纳米管与纳米线
• 2.2.3 PVDF纳米管与纳米线
• 2.3 小结
• 第三章 熔体浸润模板法制备聚合物一维纳米结构
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂和仪器
• 3.1.2 聚合物熔体的制备
• 3.1.3 聚合物纳米管的制备方法
• 3.1.4 扫描电镜（SEM）测试样品的制备
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 所用聚合物的DSC测试
• 3.2.2 熔体浸润模板法制备尼龙11（PA11）一维纳米结构
• 3.2.3 熔体浸润模板法制备PVDF一维纳米结构
• 3.2.4 偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物（P（VDF-TrFE））一维纳米结构
• 3.3 小结
• 第四章 模板法制备聚合物一维纳米结构浸润转变
• 4.1 聚合物一维纳米结构制备机理
• 4.1.1 聚合物溶液浸润模板制备一维纳米结构
• 4.1.2 聚合物熔体浸润模板制备一维纳米结构
• 4.2 模板法制备聚合物一维纳米结构的浸润转变
• 4.2.1 溶液浸润模板法的浸润转变
• 4.2.2 熔体浸润模板法的浸润转变
• 4.3 多次浸润机理
• 4.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果
• 致谢