高度有序聚苯胺纳米线阵列的可控制备

【摘要】聚苯胺是一类具有导电性能的高分子材料,它既具有塑料的低密度与可加工性,又具有金属材料的导电性,已经应用在电磁屏蔽材料、防腐涂料、静电保护材料、光电材料、传感器、电容材料等方面。在化工领域、航天工业、微电子工业、国防工业等领域表现了广阔的应用前景。导电聚苯胺合成原料易得、制备方法简单、具有较好的环境稳定性以及较高的电导率而成为导电高聚物领域的研究热点。聚苯胺的特异性能与应用领域同其形貌、尺寸、空间位置以及密度等关系非常密切。如：排列有序的聚苯胺纳米材料比无规取向的聚苯胺纳米材料表现出更好的电子和电化学性能。本文通过研究两亲性嵌段共聚物在薄层晶状Mn02薄膜表面的微相分离及分子自组装特性,制备晶状Mn02薄膜为衬底的嵌段共聚物有序纳米孔薄膜；以其为模板,引导生长垂直取向的聚苯胺纳米线,研究的主要内容如下：(1)在氧化层的制备阶段,通过对其前躯体、溶解溶剂、前躯体浓度、旋涂次数和聚乙烯吡咯烷酮辅助成膜实验条件的比较,通过扫描电镜,能谱等表征手段,制备出了致密性高、平铺性较好的二氧化锰籽晶层。(2)制备PS-b-P4VP纳米模板时,考察嵌段共聚物溶解溶剂、旋涂条件的控制、晶籽层、刻蚀溶剂的种类、嵌段共聚物的浓度、刻蚀时间条件等因素对嵌段共聚物微相分离和分子自组装纳米图案的影响,利用原子力显微镜、扫描电镜表征嵌段共聚物模板形貌,可制备出MnO2籽晶层为衬底的高密度有序纳米孔薄膜。(3)在聚苯胺的制备时,探索了无模板、有嵌段共聚物模板,氧化剂过硫酸铵(APS)加入时间,反应时间条件控制,通过扫描电镜、X射线衍射仪、能谱表征手段,利用二氧化锰氧化层与嵌段共聚物聚苯乙烯-b-聚(4-乙烯基吡啶)(PS-b-P4VP)纳米孔洞诱导和限制作用,从而制备出位置、尺寸和生长取向均可控的高密度有序聚苯胺纳米线阵列。
【作者】张政；
【导师】易国斌；
【作者基本信息】广东工业大学，化学工程与工艺，2014，硕士
【关键词】聚苯胺；纳米线阵列；籽晶层；嵌段共聚物；

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