聚苯胺及其衍生物微-納米結(jié)構(gòu)材料的制備與表征.pdf

1、本文系統(tǒng)得探討了聚苯胺及其衍生物聚對苯二胺微/納米材料的制備。采用一種新型氧化劑實現(xiàn)對聚苯胺形貌的調(diào)控，通過測試表征探索了不同形貌的形成過程?？疾炝速嚢彼釋蹖Ρ蕉沸蚊驳挠绊?，并對其部分性能和結(jié)構(gòu)進行了表征。主要結(jié)果如下：
　　（1）常溫下，在水溶液中使用鈷鉬酸銨作為一種新的氧化劑、苯胺為單體能夠自組裝制備出粒徑分布較為規(guī)整的球狀聚苯胺以及片狀聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)材料，方法簡便可控。聚苯胺的微/納米結(jié)構(gòu)形態(tài)受苯胺單體濃度，氧化劑濃

2、度，介質(zhì)酸度以及反應(yīng)溫度等因素的影響。當(dāng)水溶液中苯胺單體、氧化劑濃度分別為0.1M、4mM時，能夠自組裝獲得粒徑分布較為規(guī)整（170-280nm）的，表面光滑的實心球狀聚苯胺。苯胺單體濃度增大（0.2M）或減?。?.01M），氧化劑濃度（40mM）或者反應(yīng)溫度升高（60℃），均會使得聚苯胺形貌規(guī)整性降低。少量的表面活性劑或者苯胺衍生物添加劑可以調(diào)控聚苯胺的結(jié)構(gòu)尺寸，能夠得到粒徑更小的、更為規(guī)整的聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)材料。XRD表明聚苯胺產(chǎn)

3、物為非晶態(tài)。紅外、紫外、元素分析、XRD、核磁等測試均表明，球狀聚苯胺為摻雜態(tài)，鈷鉬酸銨摻雜進入聚苯胺分子鏈中。聚苯胺小球在溶液中的熒光性能對pH具有敏感性，隨著溶液pH從1.3升高到5.7，聚苯胺的最大熒光發(fā)射波長從428nm藍移至402nm。介電分析發(fā)現(xiàn)球狀聚苯胺的介電常數(shù)、介電損耗值較低，其數(shù)值均隨著頻率升高而降低。
　　提高溶液初始酸度的條件下發(fā)生聚合反應(yīng)，會生成規(guī)整的片狀聚苯胺，通過紅外、紫外、EDS、SEM等測試分析，

4、表明片狀聚苯胺是以鈷鉬酸銨和苯胺單體在酸性溶液中形成的片狀復(fù)合物作為模板而形成的。SEM表明片狀聚苯胺產(chǎn)物尺寸為：邊長約8-10μm，厚度約400nm。XRD表明片狀聚苯胺為非晶態(tài)。
　　（2）利用賴氨酸（L-lys）作為摻雜劑，首次制備出了矩形棒狀聚對苯二胺微/納米結(jié)構(gòu)材料。實驗表明，L-lys濃度、單體濃度、反應(yīng)溫度、溶液初始酸度均對聚對苯二胺產(chǎn)物形貌有很大的影響。當(dāng)L-lys、 pPD和APS濃度均為0.05M（此時溶液 p

5、H=8.3）時，能自組裝獲得矩形棒狀聚對苯二胺，矩形截面長、寬分別約為300、400nm，長度在10μm以上。熱失重測試分析表明，矩形棒狀聚對苯二胺具有良好的熱穩(wěn)定性。矩形棒狀聚對苯二胺在溶液中的熒光性能對 pH具有敏感性，在pH=1.04到pH=5.52的區(qū)間內(nèi)，最大熒光值與pH呈現(xiàn)較為接近的線性關(guān)系。XRD表明聚對苯二胺產(chǎn)物為非晶態(tài)。在相同條件下，矩形棒狀聚對苯二胺對Pb2+的吸附量以及吸附效率（即吸附能力）比傳統(tǒng)方法制備的聚對苯二