纳米材料的界面法合成

论文摘要

界面聚合法由于具有操作容易、条件温和、设备简单、环境友好等优点已引起了人们越来越多的重视,特别在近些年,利用界面聚合成功的制备了具有特殊性能的新材料,如膜、微胶囊、纤维、复合材料等,打破了原来只能用于制备聚酯的限制,为这种经典的制备聚合物材料的方法带来了新的生机。本文在此基础上,通过分子选择和结构设计,采用界面聚合法成功地制备了一系列不同形貌的功能高分子（PANI,PFF,PSB,PANI/TiO2）纳米材料,并对其结构、形貌和性能进行了表征和探索性研究。本论文主要有以下四个方面组成:1.采用界面聚合法,制备了高氯酸、盐酸、磷酸和醋酸掺杂的聚苯胺纳米纤维。通过TEM、FT-IR、UV-Vis、TG/DTA和电导率测定等手段对所得聚苯胺纳米材料进行了表征。研究了掺杂剂的种类、苯胺单体的浓度、酸掺杂剂的浓度及聚合反应时间对聚苯胺形貌的影响,确定了制备聚苯胺纳米纤维的最优化条件。2.采用界面聚合法,制备了聚糠醛纳米球。通过TEM、FT-IR、GPC、XRD和TG/DTA等手段对所得聚糠醛纳米材料进行了表征。研究了催化剂浓度(1mol·L-1～浓硫酸)、单体浓度(1～7 mol·L-1)以及水相中乳化剂CTAB浓度(0～2.25×10-2mol·L-1)对产物形貌及粒径的影响,确定了制备聚糠醛纳米球的最优化条件。3.采用界面聚合法,制备了聚席夫碱纳米棒。通过TEM、FT-IR、XRD、UV-Vis、TG/DTA和电导率测定等手段对所得聚席夫碱纳米材料进行了表征。研究了催化剂种类、浓度以及单体浓度对产物形貌及粒径的影响,确定了制备聚席夫碱纳米棒的最优化条件。4.采用界面聚合法,制备了PANI/TiO2纳米复合材料。通过TEM、FT-IR、XRD和TG/DTA等手段对所得复合材料进行了表征。研究了活化处理条件、单体浓度对产物形貌的影响,确定了制备PANI/TiO2纳米复合材料的最优化条件。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 纳米材料
• 1.2.1 纳米材料的分类
• 1.2.2 纳米材料的特殊性质
• 1.3 纳米材料的应用
• 1.4 纳米材料的制备方法
• 1.4.1 气相法
• 1.4.2 液相法
• 1.4.3 固相法
• 1.5 低维纳米材料的制备方法
• 1.5.1 化学气相沉积法
• 1.5.2 水热法
• 1.5.3 溶胶-凝胶法
• 1.6 界面聚合法
• 1.6.1 界面聚合的发展历史
• 1.6.2 界面聚合反应类型
• 1.6.3 界面聚合法的应用
• 1.7 体依据和研究内容
• 1.7.1 立体依据
• 1.7.2 研究内容
• 参考文献
• 第二章 聚苯胺的界面法合成
• 2.1 引言
• 2.2 聚苯胺的结构
• 2.3 聚苯胺的合成方法
• 2.3.1 化学氧化聚合
• 2.3.2 缩合聚合—席夫碱路线
• 2.3.3 "现场"吸附聚合
• 2.3.4 电化学聚合
• 2.3.5 酶催化聚合
• 2.4 聚苯胺的导电机理
• 2.5 实验部分
• 2.5.1 主要试剂与仪器
• 2.5.2 样品的制备
• 2.6 结果与讨论
• 2.6.1 微观形态
• 2.6.2 电导率
• 2.6.3 红外光谱
• 2.6.4 紫外吸收光谱
• 2.6.5 热重分析
• 2.7 本章小结
• 参考文献
• 第三章 聚糠醛纳米球的界面法合成
• 3.1 引言
• 3.2 糠醛聚合反应和聚合物的特点
• 3.3 聚糠醛系功能材料的应用
• 3.3.1 糠醛系光电转换高分子材料
• 3.3.2 糠醛系光热转换等高技术功能材料
• 3.3.3 糠醛系离子交换与螯合树脂
• 3.4 实验部分
• 3.4.1 主要试剂与仪器
• 3.4.2 样品的制备
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 微观形态
• 3.5.2 红外光谱
• 3.5.3 结晶性能与热稳定性
• 3.5.4 分子量分布
• 3.5.5 聚糠醛纳米球的形成机理
• 3.6 本章小结
• 参考文献
• 第四章 聚席夫碱纳米棒的界面法合成
• 4.1 引言
• 4.2 导电聚席夫碱的掺杂研究
• 4.3 聚席夫碱的导电机理
• 4.4 聚席夫碱类功能材料的应用
• 4.5 实验部分
• 4.5.1 主要试剂与仪器
• 4.5.2 样品的制备
• 4.6 结果与讨论
• 4.6.1 微观形态
• 4.6.2 红外光谱
• 4.6.3 紫外吸收光谱
• 4.6.4 结晶性能
• 4.6.5 热重分析
• 4.6.6 电导率
• 4.7 本章小结
• 参考文献
• 2纳米复合材料的界面法合成'>第五章 PANI/TiO₂纳米复合材料的界面法合成
• 5.1 引言
• 5.2 无机/有机纳米复合材料的研究进展
• 5.3 无机/有机纳米复合材料的制备方法
• 5.3.1 原位分散聚合法
• 5.3.2 溶胶-凝胶法
• 5.3.3 插层复合法
• 5.3.4 其它制备方法
• 5.4 实验部分
• 5.4.1 主要试剂与仪器
• 2纳米复合材料的合成'>5.4.2 聚苯胺（PANI）与TiO₂纳米复合材料的合成
• 5.5 结果与讨论
• 2纳米复合材料的TEM'>5.5.1 PANI/TiO₂纳米复合材料的TEM
• 5.5.2 热重分析
• 2纳米复合材料的XRD'>5.5.3 PANI/TiO₂纳米复合材料的XRD
• 5.5.4 红外光谱
• 5.6 本章小结
• 参考文献
• 硕士期间发表的文章
• 致谢