基于聚苯胺的微納米傳感機理研究.pdf

1、聚苯胺在導(dǎo)電聚合物家族中擁有著特殊的地位，因為其獨特且新穎的特性，因而在微/納米器件，超級電容器，納米原材料，太陽能電池，色彩展示和聚合物膜中有著極大的潛在應(yīng)用價值。在苯環(huán)上或者氮取代基上引入可電離的官能團可能會導(dǎo)致母本聚苯胺擁有新的特性，但并不會本質(zhì)上失去導(dǎo)電性，從而擴大了聚苯胺在原料器件中的應(yīng)用。最近，越來越多的研究人員都關(guān)心如何將聚苯胺應(yīng)用到傳感器領(lǐng)域。因此，我們考慮到了研究聚苯胺的二氧化碳氣敏傳感特性和應(yīng)力應(yīng)變傳感特性。我們主要

2、通過量子力學(xué)并結(jié)合了分子動力學(xué)，利用Materials Studio軟件來對本文工作展開計算。
　　由于大多數(shù)導(dǎo)電聚合物可以通過引入不同的取代基或者通過摻雜-脫摻雜便可調(diào)整其化學(xué)和物理特性。因此，我們首先通過第一性原理密度泛函理論研究官能化對無定形聚苯胺結(jié)構(gòu)、化學(xué)特性、物理特性和電子特性將怎樣發(fā)生改變。通過分析獲得的能壘、反應(yīng)能和最小反應(yīng)途徑，結(jié)果表明，由于取代基的質(zhì)子酸摻雜，聚苯胺衍生物化學(xué)反應(yīng)活性明顯增強。此外，通過比較原子對

3、，能帶結(jié)構(gòu)，扭轉(zhuǎn)角，帶隙，態(tài)密度和吸收光譜的研究發(fā)現(xiàn)苯環(huán)的衍化并不會實質(zhì)改變聚苯胺的電子特性但卻極大的改變了其光學(xué)特性。
　　其次，由于苯環(huán)的衍化使得聚苯胺的性質(zhì)在一定程度上發(fā)生了變化，我們對本征態(tài)聚苯胺和鈉磺化聚苯胺的二氧化碳氣體傳感特性進行了探究。另外，我們還討論了官能團修飾的位置和數(shù)量對聚苯胺傳感特性的影響，并分析其基本機理。
　　最后，我們計算了拉伸應(yīng)力對鹽酸摻雜的本征態(tài)聚苯胺（還原態(tài)聚苯胺）的影響，分析還原態(tài)聚苯胺