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银/聚苯胺复合材料的制备及性能研究

作　者: 夏丽星
导　师: 吴振军
学　校: 湖南大学
专　业: 物理化学
关键词: 银/聚苯胺 复合材料 掺杂 电导率 原位还原 聚合
分类号: O633.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


聚苯胺(PANI)原料便宜、合成简便、具有优异的导电性和电活性，纳米银粉有很高的表面活性、催化性能、导电导热性能以及优良的抗菌杀菌活性，纳米银粒子和聚苯胺的复合材料已逐渐受到人们的关注。Ag/PANI复合材料既保留各自的性能特征，又能优势互补，使其良好的导电性、电化学响应和电催化性能进一步提高，具有较好的应用前景。本文采用双原位复合法及外加还原剂原位还原复合法制备Ag/PANI以及掺碳纳米管(CNTs)的三元复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)等对材料的微观形貌和结构进行了分析，利用四探针测试仪和热失重分析(TGA)等研究了复合材料的电导率和热稳定性。研究结果表明：（1）双原位复合法中氧化剂(NH4)2S2O8和AgNO3氧化苯胺的比例(P)、HNO3浓度以及苯胺浓度对Ag/PANI材料的形貌和电导率有较大的影响，当P=0.4时可得到均匀的棒状形貌，HNO3浓度过大会导致聚苯胺链进一步分解而降低电导率，苯胺浓度太高或太低也会降低电导率。氧化剂比例P为0.4，在1.0mol/L HNO3溶液中氧化0.2mol/L的苯胺得到材料的电导率高达10.2755S·cm-1。（2）CNTs在聚合物基体中形成导电通道，掺入酸化的CNTs可提高Ag/PANI的电导率，掺入CNTs的长度及用量的改变会影响材料的电导率，掺入3%长CNTs时产物的电导率最好，达58.8200S·cm-1。（3）HCl掺杂聚苯胺电导率较本征态提高2～3个数量级，复合纳米Ag后，电导率再增加2个数量级。HCl浓度、掺杂Ag的量及还原剂NaBH4的量对材料的表观形貌和电导率有较大影响。复合物中Ag含量和PANI的氧化态都会影响复合物的电导率，半氧化还原态PANI及增加Ag含量有利于提高复合物电导率。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章 绪论  10-22
  1.1 研究背景及意义  10
  1.2 聚苯胺概述  10-14
    1.2.1 聚苯胺的结构  10-11
    1.2.2 聚苯胺的合成方法  11-12
    1.2.3 聚苯胺的性质  12-13
    1.2.4 聚苯胺的应用  13-14
  1.3 纳米银粉  14-15
    1.3.1 纳米银粉的制备  14-15
    1.3.2 纳米银粉的应用  15
  1.4 碳纳米管  15-16
    1.4.1 碳纳米管的性质  16
  1.5 银/聚苯胺纳米粒子复合材料  16-21
    1.5.1 银/聚苯胺纳米粒子的合成方法  16-19
    1.5.2 银/聚苯胺纳米粒子的性质  19-20
    1.5.3 银/聚苯胺纳米粒子的应用  20-21
  1.6 本论文的选题背景与研究内容  21-22
第2章 双原位复合法合成银/聚苯胺  22-33
  2.1 背景介绍  22
  2.2 实验仪器及主要试剂  22-23
    2.2.1 实验仪器  22
    2.2.2 实验试剂  22-23
  2.3 实验原理  23-24
  2.4 实验内容  24-26
    2.4.1 样品制备  24-25
    2.4.2 材料物理化学性能表征  25-26
  2.5 结果与讨论  26-31
    2.5.1 不同 P 值的影响  26-28
    2.5.2 不同浓度硝酸的影响  28-30
    2.5.3 不同浓度苯胺的影响  30-31
  2.6 本章小结  31-33
第3章 双原位复合法制备碳纳米管/银/聚苯胺  33-40
  3.1 背景介绍  33
  3.2 实验试剂与仪器  33
  3.3 实验内容  33-35
    3.3.1 样品制备  33-35
    3.3.2 样品表征  35
  3.4 结果与讨论  35-39
    3.4.1 不同长度碳纳米管的影响  35-37
    3.4.2 不同质量分数长碳纳米管的影响  37-39
  3.5 本章小结  39-40
第4章 外加还原剂原位还原法合成银/聚苯胺  40-54
  4.1 背景介绍  40
  4.2 实验试剂及仪器  40
  4.3 实验内容  40-42
    4.3.1 样品制备  40-42
    4.3.2 样品表征  42
  4.4 结果与讨论  42-52
    4.4.1 盐酸掺杂聚苯胺  42-44
    4.4.2 银/聚苯胺  44-52
  4.5 本章小结  52-54
结论  54-55
参考文献  55-62
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录  62-63
致谢  63

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 杂链聚合物 > 链上含氮的聚合物 > 聚胺
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