濕法自組裝制備功能聚苯胺及其衍生物微-納米結(jié)構(gòu)材料.pdf

1、本文采用濕法自組裝制備了微/納米結(jié)構(gòu)的功能聚苯胺及其衍生物材料,初步探討了聚合物微/納米結(jié)構(gòu)的形成機(jī)理。通過(guò)改變反應(yīng)條件,實(shí)現(xiàn)對(duì)聚苯胺的形貌、尺寸和熒光性能的有效調(diào)控。在氧化還原反應(yīng)體系中,通過(guò)自組裝法實(shí)現(xiàn)了聚鄰氯苯胺的形貌調(diào)控,并測(cè)試部分性能。對(duì)二甲基聚苯胺衍生物微/納米結(jié)構(gòu)的自組裝制備進(jìn)行初步探索。主要結(jié)果如下:
　　1.在水溶液體系中,以三氟乙酸(TFA)和熒光素鈉(FSS)為共摻雜劑,過(guò)硫酸銨(APS)為氧化劑,通過(guò)自組裝

2、制備了具有熒光性能的聚苯胺微/納米管,并實(shí)現(xiàn)對(duì)聚苯胺結(jié)構(gòu)和尺寸的有效調(diào)控。熒光素鈉的濃度,酸的濃度,酸和苯胺的比值([TFA]/[An])和反應(yīng)溫度等均對(duì)聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)有影響。在0~5℃的水溶液中,酸和苯胺(An)的摩爾比值([TFA]/[An])為0.5或0.25的條件下,合成的聚苯胺形貌均為微/納米管,[TFA]/[An]值為0.5條件下制備的聚苯胺微/納米管外徑約為300nm,內(nèi)徑大約200nm,[TFA]/[An]值為0.2

3、5條件下制備的聚苯胺微納米管外徑約為300nm,內(nèi)徑約為70nm。當(dāng)酸的濃度從0.01M增大到4 M時(shí),聚苯胺從外徑為300 nm的微/納米管轉(zhuǎn)變?yōu)橹睆綖?0nm的納米棒。聚苯胺微/納米管的熒光性能具有p H敏感性。XRD結(jié)構(gòu)分析表明聚苯胺微/納米管為部分結(jié)晶性材料,其電導(dǎo)率在10-2S/cm數(shù)量級(jí)。紅外分析和熒光光譜表明熒光素鈉分子已經(jīng)摻雜到聚苯胺鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)中。
　　2.由抗壞血酸和過(guò)硫酸銨構(gòu)成的氧化還原反應(yīng)體系中,通過(guò)改變反應(yīng)條

4、件,制備了聚鄰氯苯胺一維結(jié)構(gòu)納米棒,二維結(jié)構(gòu)納米片,三維網(wǎng)絡(luò)纖維,微米球。抗壞血酸和鄰氯苯胺的摩爾比值([AA]/[OC]),抗壞血酸的初始濃度,氧化劑的量,反應(yīng)溫度均對(duì)產(chǎn)物的形貌有影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,以過(guò)硫酸銨為氧化劑,在常規(guī)的酸介質(zhì)中,如無(wú)機(jī)酸(鹽酸、硫酸、磷酸等)和有機(jī)酸(酒石酸、檸檬酸、十二烷基苯磺酸等),化學(xué)氧化聚合制備的聚鄰氯苯胺很難得到一維結(jié)構(gòu)。由抗壞血酸和過(guò)硫酸銨構(gòu)成的引發(fā)體系被認(rèn)為在對(duì)聚鄰氯苯胺的形貌調(diào)控中起到主要作用

5、。XRD表明球形聚鄰氯苯胺和纖維狀聚鄰氯苯胺都是無(wú)定形結(jié)構(gòu)。
　　3.在三氟乙酸和抗壞血酸兩種酸介質(zhì)中,通過(guò)濕法自組裝初步探討了制備2,3-二甲基聚苯胺、2,5-二甲基聚苯胺和2,6-二甲基聚苯胺衍生物微/納米結(jié)構(gòu)材料的可能性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,由于二甲基苯胺具有較大的空間位阻,化學(xué)聚合時(shí)較易得到球狀或者無(wú)規(guī)則的顆粒狀結(jié)構(gòu)材料,產(chǎn)物形貌沒(méi)有球形聚鄰氯苯胺規(guī)整。XRD圖譜分析表明聚2,5-二甲基苯胺為部分結(jié)晶性材料,其余聚二甲基苯胺均為