纳米氧化锌制备及胺酯类聚合物合成、掺杂性质研究

论文摘要

本研究运用回流反应装置制备得到ZnCO3前驱体,在683K灼烧得到白色ZnO颗粒。通过对回流反应时间、分散剂种类与产品粒度之间关系的实验确定了最佳的反应时间为10h,样品粒径小,粒度较均匀。比较了不同种类分散剂的分散效果,较好的分散剂种类为非离子型分散剂-甘油。经激光粒度仪、扫描电镜等方法测定,其粒径为25nm左右。 用醇类与胺类物质合成得到了具有较强粘性的胺酯类聚合物。通过研究氧化剂加入量、固化时间与产品粘度之间的关系,得到了最佳氧化剂加入量及固化时间。最好的氧化剂为浓度0.6g/L的NH4HSO4溶液,固化时间3h。固化后此种聚合物粘度最高可达到2703mpa.s。 用共混法将纳米ZnO掺杂粒子掺杂入此胺酯类聚合物中,运用电化学工作站对其导电特性进行研究表明,其电导率最高可达到4.35×10-3S/m,氧化锌掺杂比为12%。小于12wt%时,随掺入量增加电导率增加,掺入量大于12wt%时,掺入量增加电导率反而下降。为提高导电聚合物的电导率,将锡族化合物-SnCl2、SnO2为ZnO的掺杂微粒,对其进行改性,通过实验确定这两种聚合物的电导率分别为:2.16×10-2S/m,6.25×10-2S/m。针对ZnO的半导体特性,本研究对掺杂聚合物的光电转换特性进行了初步研究,研究结果表明三种掺杂聚合物在相同入射光强条件下的最大光生电流分别为8.9mA、13.6mA、20.7mA, ZnO/SnO2掺杂聚合物光电转化性能较优。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 课题提出
• 1.2 导电聚合物研究综述
• 1.2.1 导电聚合物
• 1.2.2 导电聚合物基体物质
• 1.2.3 掺杂粒子
• 1.2.4 提高导电聚合物电解质电导率的途径
• 1.3 纳米材料的发展
• 1.3.1 半导体纳米材料的研究
• 1.3.2 纳米氧化锌半导体研究现状
• 第二章 纳米氧化锌的制备及其表征
• 2.1 引言
• 2.2 纳米氧化锌制备实验
• 2.2.1 实验试剂及仪器
• 2.2.3 实验反应原理
• 2.2.4 回流时间对氧化锌粒度影响
• 2.2.5 分散剂对产品粒度的影响
• 2.3 纳米氧化锌表征
• 2.4 小结
• 第三章 聚合物合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 实验试剂及设备
• 3.2.2 实验步骤
• 3.2.3 聚合物成链机理
• 3.3 聚合物性质研究
• 3.3.1 成链氧化剂加入量对聚合物性质的影响
• 3.3.2 聚合物固化实验
• 3.4 小结
• 第四章 聚合物掺杂性质研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 本征聚合物导电性研究
• 4.3.2 氯化钾掺杂聚合物性质研究
• 4.3.3 纳米氧化锌掺杂聚合物导电性质研究
• 4.3.4 纳米氧化锌掺杂聚合物光电性质研究
• 4.3.5 纳米氧化锌与锡化合物共掺杂聚合物性质研究
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要研究成果