磁場對乳液法制備導(dǎo)電聚苯胺納米纖維的形貌及性能影響.pdf

1、由于聚苯胺(PANI)具有原料便宜、合成簡單、穩(wěn)定性好以及抗氧化性良好等特點，使其成為近年來研究的熱點。此外，作為最具商業(yè)價值的導(dǎo)電高分子材料之一，PANI在二次電池、海洋防腐、電磁屏蔽以及傳感器等領(lǐng)域方面都具有廣泛的潛在應(yīng)用價值。
　　 合成PANI納米纖維的方法有很多，如靜電紡絲法、硬/軟模板法、界面聚合法和化學(xué)氧化聚合法?；瘜W(xué)氧化聚合是合成PANI的傳統(tǒng)方法，人們已經(jīng)從傳統(tǒng)的化學(xué)氧化聚合中檢測到PANI顆粒的進(jìn)化過程。但研

2、究發(fā)現(xiàn)，PANI納米纖維在傳統(tǒng)的聚合過程中確實存在，但是PANI表面形成的核在反應(yīng)過程中很快形成附聚物，因此，得到純PANI納米纖維的關(guān)鍵是阻止納米纖維的進(jìn)一步生長。直到現(xiàn)在，人們對于PANI納米纖維在化合氧化聚合法中是如何形成的尚未清楚。
　　 由于PANI的特殊性質(zhì)，在磁場的作用下，PANI會優(yōu)先選擇某一特定方向生長，即具有取向性，使PANI的分子鏈和結(jié)構(gòu)都更加的有序和規(guī)整。另外，磁場通過對PANI微觀結(jié)構(gòu)的影響，會使PAN

3、I的宏觀性能也受到了影響，如電化學(xué)性能等。但目前為止，關(guān)于磁場環(huán)境的作用下乳液聚合PANI納米纖維的生長與性能的影響研究尚鮮有報道。鑒于乳液法是制備導(dǎo)電PANI納米材料的有效方法之一，本文旨在探討磁場作用下PANI納米纖維的形成以及磁場對PANI形貌的影響。
　　 本文采用APS和NaClO作為復(fù)合氧化劑，以SDBS為乳化劑，An為油相，HCl水溶液為水相，制備PANI納米纖維，并探討了不同反應(yīng)時間、HCl濃度、An與SDBS的

4、摩爾比、An與APS的摩爾比以及NaClO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)對PANI的電化學(xué)性能和產(chǎn)率的影響，比較了單一氧化劑和復(fù)合氧化劑條件下合成的PANI的微觀形貌、電化學(xué)性能、產(chǎn)率、紅外光譜以及紫外光譜。此外，還考察了恒定磁場(0.4T)對PANI納米纖維在微觀形貌、電化學(xué)性能、紅外光譜和XRD的影響。綜合本文工作，得出以下結(jié)論：
　　 (1)通過比較各單因素條件下的電化學(xué)性能與產(chǎn)率的分析表明：當(dāng)聚合反應(yīng)時間為5h，HCl濃度為1.5mol/L

5、，nAn：nAPS=8:7，nAn：nSDBS=10:4，NaClO用量為5％時，所得PANI納米纖維的各項性能均達(dá)到最好。
　　 (2)與單一氧化劑APS所制備的PANI比較發(fā)現(xiàn)，復(fù)合氧化劑(APS與NaClO)條件下制備的PANI具有更高的循環(huán)伏安峰電流和電導(dǎo)率，且紫外可見光譜和紅外光譜的表征證明，采用復(fù)合氧化劑并未對PANI的分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生明顯的影響。
　　 (3)與無外加磁場條件下制備的PANI比較發(fā)現(xiàn)，當(dāng)外加恒定