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)的形成機理。通過改變反應條件,實現(xiàn)對聚苯胺的形貌、尺寸和熒光性能的有效調(diào)控。在氧化還原反應體系中,通過自組裝法實現(xiàn)了聚鄰氯苯胺的形貌調(diào)控,并測試部分性能。對二甲基聚苯胺衍生物微/納米結(jié)構(gòu)的自組裝制備進行初步探索。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,過硫酸銨(APS)為氧化劑,通過自組裝

2、制備了具有熒光性能的聚苯胺微/納米管,并實現(xiàn)對聚苯胺結(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])和反應溫度等均對聚苯胺微/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。當酸的濃度從0.01M增大到4 M時,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,其電導率在10-2S/cm數(shù)量級。紅外分析和熒光光譜表明熒光素鈉分子已經(jīng)摻雜到聚苯胺鏈式結(jié)構(gòu)中。
　　2.由抗壞血酸和過硫酸銨構(gòu)成的氧化還原反應體系中,通過改變反應條

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)絡纖維,微米球?？箟难岷袜徛缺桨返哪柋戎?[AA]/[OC]),抗壞血酸的初始濃度,氧化劑的量,反應溫度均對產(chǎn)物的形貌有影響。實驗結(jié)果表明,以過硫酸銨為氧化劑,在常規(guī)的酸介質(zhì)中,如無機酸(鹽酸、硫酸、磷酸等)和有機酸(酒石酸、檸檬酸、十二烷基苯磺酸等),化學氧化聚合制備的聚鄰氯苯胺很難得到一維結(jié)構(gòu)。由抗壞血酸和過硫酸銨構(gòu)成的引發(fā)體系被認為在對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。實驗結(jié)果表明,由于二甲基苯胺具有較大的空間位阻,化學聚合時較易得到球狀或者無規(guī)則的顆粒狀結(jié)構(gòu)材料,產(chǎn)物形貌沒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