高分子誘導(dǎo)法電化學(xué)制備聚吡咯納米線.pdf

1、聚吡咯具有穩(wěn)定性好、摻雜后導(dǎo)電性高等優(yōu)點(diǎn).但由于其在通常情況下不易溶解和熔化,加工性能差,限制了它的應(yīng)用.目前用于改善導(dǎo)電聚合物加工性的方法主要有取代法和摻雜法兩種,但這兩種方法均以犧牲導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電性為代價(jià).理想的方法是使導(dǎo)電聚合物在制備過程中直接形成某種特定形狀,而不是在制備之后再改善其加工性能.聚吡咯納米線正是在這一思想指導(dǎo)下直接形成的一種一維納米材料,它兼具導(dǎo)電聚吡咯和一維納米材料的共同優(yōu)點(diǎn),是當(dāng)前納米材料領(lǐng)域備受矚目的研究課

2、題之一.但是,現(xiàn)有的制備聚吡咯納米線的方法通常具有成本高、產(chǎn)率低、操作復(fù)雜、所需制備時(shí)間長等缺點(diǎn).在這樣的背景下,該研究對聚吡咯納米線的制備方法進(jìn)行了新的探索.論文工作主要包括以下內(nèi)容:從高分子誘導(dǎo)物與吡咯單體之間的化學(xué)作用出發(fā),提出可溶性高分子誘導(dǎo)制備聚吡咯納米線的新概念,并在這一概念的指導(dǎo)下,采用電化學(xué)聚合法分別在乙烯基吡咯烷酮-順丁烯二酸酐交替共聚物(PVP-MA)、聚丙烯酸(PAA)、乙烯基吡咯烷酮-苯乙烯交替共聚物(PVP-P

3、S)和肝素鈉(Heparin sodium salt)等四種可溶性高分子的誘導(dǎo)下成功制備出直徑范圍為70~110 nm的聚吡咯納米線.這是該論文首創(chuàng)的制備聚吡咯納米線的新方法.與其它制備聚吡咯納米線的方法相比,該法具有制備時(shí)間短(30~300 s)、操作簡便、成本低、所得聚吡咯納米線直徑和長度可控等優(yōu)點(diǎn);同時(shí),采用該法制備的聚吡咯納米線經(jīng)高氯酸處理后具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,其電導(dǎo)率可達(dá)65~100 S/cm.采用電化學(xué)法和掃描電鏡法研究了可溶

4、性高分子存在時(shí)聚吡咯納米線的成核與生長過程,結(jié)果表明當(dāng)PVP-MA,PAA和肝素鈉存在時(shí),聚吡咯的成核屬三維瞬時(shí)成核機(jī)理;當(dāng)PVP-PS存在時(shí),聚吡咯的成核屬三維逐步成核機(jī)理.而其生長機(jī)理則與高分子種類無關(guān),隨聚合電位的不同分別遵循二維生長機(jī)理和三維生長機(jī)理.分析了聚吡咯納米線取向性與可溶液性高分子之間的關(guān)系,提出了聚吡咯納米線線型形貌形成的控制機(jī)理,并用不同直徑納米線之間導(dǎo)電性的差異證明了這一機(jī)理的正確性.系統(tǒng)考察了影響聚吡咯納米線形