離子液體型導(dǎo)電聚合物納米材料的制備與表征.pdf

1、導(dǎo)電聚合物是近年來的研究熱點,它在電化學(xué)催化、傳感、電容器等領(lǐng)域的成功應(yīng)用引來了越來越多關(guān)注的目光。室溫離子液體作為一類新型的環(huán)境友好的綠色溶劑擁有許多優(yōu)異的物理、化學(xué)性能,它的出現(xiàn)為綠色化學(xué)開辟了一條嶄新的道路。將離子液體引入聚合物結(jié)構(gòu)中,或者是將聚合物結(jié)構(gòu)引入到離子液體中可能會使兩者的優(yōu)點有機的結(jié)合起來,產(chǎn)生出一種具有新性能的聚合物。本論文在離子液體和導(dǎo)電聚合物的基礎(chǔ)上,通過化學(xué)或者電化學(xué)等不同方法,合成離子液體摻雜的導(dǎo)電聚合物或者

2、是導(dǎo)電離子液體聚合物。并通過掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線能量色散譜(EDS)、X射線衍射譜(XR-D)、紅外光譜(IR)、紫外可見光譜(UV-vis)、電化學(xué)循環(huán)伏安掃描(CV)等分析測試技術(shù)對制得的納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用進行了詳細(xì)研究。本論文的主要研究工作如下:
　　 (1)在離子液體/水微乳體系中成功的制備了一種新型核殼結(jié)構(gòu)的聚苯胺核-TiO2殼復(fù)合物(PANI-TiO2),T

3、iO2粉末用OP-10和正丁醇乳化預(yù)處理以減弱TiO2顆粒之間的團聚。并通過FTIR、UV-vis、SEM、TEM、電化學(xué)循環(huán)伏安掃描、TGA表征其性質(zhì)。SEM結(jié)果顯示復(fù)合物納米粒子為直徑大約100 nm的球形,TEM進一步表明復(fù)合物納米粒子的結(jié)構(gòu)是一種與已報道的TiO2-聚苯胺復(fù)合物納米粒子結(jié)構(gòu)不同的新型的核殼結(jié)構(gòu),TiO2粒子包覆在聚苯胺粒子的表面。紅外和紫外可見光譜的檢測結(jié)果都表明聚苯胺和TiO2之間不是簡單的混合作用,并提出了一

4、種可能的反應(yīng)機理。
　　 (2)一種新型的1,3-甲基咪唑六氟磷酸鹽取代聚亞苯基聚合物,在1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽離子液體中通過脈沖在金電極表面電聚合制備。聚合物膜層為直徑500 nm左右的球形。紅外證實了聚亞苯基的結(jié)構(gòu)。電容性能通過循環(huán)伏安法和脈沖充放電法分別在0.2 mol·L-1H2SO4溶液和純離子液體[bmim]PF6中檢測。聚合物在充放電電流密度為1 mA·cm-2時在酸溶液和離子液體[bmim]PF6中的比

5、電容分別為206 F·g-1和164 F·g-1,而且聚合物電極有良好的充放電穩(wěn)定性(充放電600圈后比電容仍保持在85％),在兩種電解液中都有較好的電性能。
　　 (3)以咪唑和1,3-二氯-4,6-二硝基苯為原料在恒溫油浴和磁力攪拌條件下合成了新的聚離子液體,并通過GPC、掃描電鏡、FTIR、UV-vis、熱分析、和電導(dǎo)率測定對其表征。GPC結(jié)果表明聚合物的數(shù)均分子量Mn為1517,重均分子量Mw為2543。紅外光譜結(jié)果可以