共軛聚合物電沉積法制備及性能研究.pdf

1、本研究通過電化學(xué)沉積法制備聚合物（如聚苯胺PAni、聚吡咯PPy、全氟辛基磺酸摻雜聚吡咯PFOS-PPy）的顆粒作為粗糙表面，并采用氣相化學(xué)沉積法(CVD)在聚合物(PAni、PPy)表面沉積低表面能物質(zhì)，對PAni、PPy顆粒表面改性，制備疏水性PAni膜和PPy膜。
　　以苯胺、吡咯分別作為單體，在316-不銹鋼網(wǎng)和泡沫鎳基底上采用電化學(xué)沉積法分別對應(yīng)地合成PAni、PPy的顆粒作為粗糙表面，并利用低表面能物質(zhì)聚二甲基硅氧烷(

2、PDMS)和氟硅烷(FAS)分別對PAni膜和PPy膜表面改性，制備出具有優(yōu)異的疏水性的PAni膜和PPy膜。同樣地，以吡咯作為單體，PFOS作為摻雜劑，采用電化學(xué)沉積法在316-不銹鋼網(wǎng)基底上制備具有疏水性和親水性之間可轉(zhuǎn)換性的PFOS-PPy膜。采用掃描電鏡(SEM)、傅立葉紅外光譜(FT-IR)、光電子能譜(XPS)和接觸角(CA)等檢測手段對其表面微觀形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)、元素組分和靜態(tài)接觸角進(jìn)行表征。從SEM表征可知，PAni呈納米

3、顆粒形貌，粒徑均一，平均粒徑為10nm，顆粒堆砌成多孔結(jié)構(gòu)，微孔平均孔徑為1μm。PPy呈顆粒狀，平均粒徑為10μm。氧化態(tài)的PFOS-PPy呈微米顆粒狀，粒徑均一，平均粒徑為1μm，表現(xiàn)出多孔結(jié)構(gòu)，孔徑為3-10μm。FT-IR表征可知PDMS改性的PAni和FAS改性的PPy的化學(xué)結(jié)構(gòu)中都有Si-O鍵，且PAni和PPy的本征化學(xué)結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變，說明低表面能物質(zhì)成功地改性了聚合物的表面，XPS表征也驗(yàn)證了這一點(diǎn)。CA表征顯示PDMS

4、改性的PAni膜具有疏水性，與水的接觸角為148°，F(xiàn)AS修飾的PPy膜也具有強(qiáng)疏水性，與水的接觸角為155°。同樣地，氧化態(tài)PFOS-PPy膜也表現(xiàn)出強(qiáng)疏水性，與水的接觸角為140.8°，然而還原態(tài)PFOS-PPy膜卻具有超親水性，與水的接觸角為0°。
　　通過吸附性能、分離性能和重復(fù)使用性能等實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在負(fù)壓條件下PDMS改性的PAni膜可以達(dá)到有機(jī)溶劑（或油）和水的連續(xù)性的主動分離，分離效率為80％-95％，并且多次使用

5、后其疏水性也不會發(fā)生較大改變，與水的接觸角穩(wěn)定在144.8°，具有優(yōu)異的重復(fù)使用性。以商業(yè)性泡沫鎳作為基底，在重力的驅(qū)使作用下FAS改性的PPy膜也可以連續(xù)性地分離水中有機(jī)溶劑（或油），吸附分離量為0.68g/cm-3-1.48g/cm-3，并且多次使用后FAS改性的PPy膜與水的接觸角穩(wěn)定在145°，具有很好的循環(huán)重復(fù)使用性能。以316-不銹鋼網(wǎng)作為基底，在低表面能物質(zhì)PFOS的摻雜下，氧化態(tài)的PFOS-PPy膜具有優(yōu)異的疏水性，可以