聚苯胺及其复合纳米纤维的制备与表征.pdf

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1、聚本胺及其复合纳米纤维的制备与表征PreparationandCharacterizationofPolyanilineandItsNanoCompositeFibers史雅琪大连交通大学DALIANJIAOTONGUNIVERSITY大连交通大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢及参考文献的地方外，论文中不包含他人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得大连交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确

2、的说明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律效力，申请学位论文与资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任。学位论文作者签名：曰期：M/i"年月/〇曰大连交通大学学位论文版权使用授权书太学传论女作者完全了解大连交通大学有关保护知识产权及保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属大连交通大学，本人保证毕业离校后，发表或使用论文工作成果时署名单位仍然为学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件及其电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人#枋大连交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国博士学位论文全文数据库

3、》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》进行信息服务，也可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存或汇编本学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名:导师签名：曰期：：kT年Z月〜曰日期：4/月/^曰分类号：学校代号：10150UDC：密级：学号：20122156硕士学位论文聚苯胺及其复合纳米纤维的制备与表征PreparationandCharacterizationofPolyanilineandItsNanoCompositeFibers论文编号：学科门类：工学专业名称：环境科学与工程研究方向：环境功能材料申请学位级别：硕士论文答辩日期：学位授予单

4、位：大连交通大学摘要摘要分别利用水热法和溶胶凝胶法制备了二氧化锡（SnO2）纳米颗粒，利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱图（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）对不同方法合成的二氧化锡纳米颗粒进行了表征。XRD和FTIR的结果表明，水热法及溶胶凝胶法合成的SnO2均为四方晶系的金红石结构SnO2，合成出的产品结晶度良好，晶型完整。SEM的结果表明，利用溶胶凝胶法合成的SnO2颗粒团聚情况严重，生成不规则的块状颗粒；而利用水热法合成的SnO2纳米颗粒为直径为100nm-200nm的球形纳米颗粒，颗粒分散程度好。利用化学一步氧化法合成了酸掺杂的聚苯胺材料，掺杂

5、的质子酸为对甲苯磺酸，氧化剂为过硫酸铵，本征态的聚苯胺由酸掺杂的聚苯胺经氨水脱氨作用后得到。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱图（FTIR）、紫外可见吸收光谱图（UV-Vis）和扫描电子显微镜（SEM）对不同酸浓度、氧化剂浓度掺杂的聚苯胺进行了表征，同时探究了不同酸浓度、氧化剂浓度和聚乙二醇（PEG1000）掺杂量对聚苯胺导电性能的影响。结果发现，掺杂态的聚苯胺具有一定的结晶性，且是由1µm-2µm的片状颗粒组成。随着掺杂的对甲苯磺酸和过硫酸铵的比例的增加，片状颗粒粒径均呈现变小的趋势。当对甲苯磺酸和苯胺的摩尔比为0.5，过硫酸铵和苯胺的摩尔比为1时，聚乙

6、二醇和苯胺的摩尔比为0.02时，聚苯胺的导电性能最佳且导电率最大达到0.46S/cm。采用体相复合制备了二氧化锡/聚苯胺（SnO2/PANI）纳米复合材料，并利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱图（FTIR）、紫外可见吸收光谱图（UV-Vis）和扫描电子显微镜（SEM）进行表征。结果表明，二氧化锡成功地掺杂到聚苯胺结构中；无机相SnO2掺杂后，PANI的微观结构由片状转化为颗粒状，最终SnO2/PANI呈现纤维状结构，团聚程度逐渐减弱，分散效果增强，纤维的直径在200-300nm范围。采用直接涂膜法合成了单相聚苯胺和二氧化锡/聚苯胺复合膜传感器，测试了不同复

7、合传感器对氨气、甲苯气体等不同气体的灵敏度。结果发现，合成的单相聚苯胺和掺杂量为10%的二氧化锡/聚苯胺复合传感器是两种对氨气和甲苯气体均具有良好选择性的气体传感器。关键词：二氧化锡；聚苯胺；导电率；气敏性I大连交通大学工学硕士学位论文ABSTRACTThenanoparticles,tinoxide(SnO2),weresynthesizedbysol-gelmethodandhydrothermalmethod,respectively.SnO2wascharacterizedbyX-raydiffraction(XRD),Fouriertran