盐介质改变苯胺的聚合及导电性学术资讯

来源：中国科学杂志社

青岛科技大学高分子科学与工程学院聂华荣课题组研究了苯胺在室温下, 以H2O2/HCl为氧化体系的聚合过程, 深入探讨了不同盐(NaCl、CuCl2、NiCl2、FeSO4、CuSO4)介质环境对苯胺聚合速率及产率的影响。

由于导电聚合物在防静电涂层、电磁屏蔽层、新型电子器件(晶体管、显示器、传感器、储能和存储单元)等领域中, 有可能取代传统的半导体和金属材料, 显示出重要的应用前景, 近年来, 其研究备受瞩目。聚苯胺因其易于制备、良好的稳定性、可逆的氧化还原化学特性、独特的掺杂/脱掺杂性质, 使其成为导电聚合物的最佳选择。

目前, 已有大量研究工作报道了纳米尺度聚苯胺的制备方法及产物形貌控制, 促进了导电聚合物的进一步发展和应用。聚苯胺的纳米结构形式包括一维结构(纳米纤维、纳米棒和纳米管)、二维平面物体(如所谓的带状物、纳米带和纳米板)、三维粒子(微球、纳米球和颗粒)以及更复杂的层次结构, 如花、海胆、树枝状物、珊瑚以及其他复杂的几何图形。聚苯胺分子链的聚集形态不同, 其相应的导电性可能不同。大多数聚苯胺纳米结构不能在不破坏其链和性质的情况下溶解或熔化。因此, 合成是控制聚苯胺材料纳米结构形式的唯一步骤。

青岛科技大学高分子科学与工程学院聂华荣课题组研究了苯胺在室温下, 以H2O2/HCl为氧化体系的聚合过程, 深入探讨了不同盐(NaCl、CuCl2、NiCl2、FeSO4、CuSO4)介质环境对苯胺聚合速率及产率的影响, 并对产物的结构及性能进行了分析表征。

结果发现, NaCl对苯胺聚合具有很好的催化作用, 过渡金属Cu2+和Fe2+对苯胺聚合速率提高更显著；在室温下, CuCl2可使苯胺聚合产率达到95%以上, 在盐介质影响下, 苯胺聚合产物从纤维状转变为短棒状, 或以珊瑚状纳米结构及球形粒子出现；Na+、Cu2+和Ni2+介质环境有利于聚苯胺的掺杂, 使其具有一定的导电性, Fe2+介质中产生的芬顿反应降低了苯胺聚合产物的掺杂程度, 所制聚苯胺为无定型结构, 且主要为还原态, 不导电。

图苯胺在不同介质下的聚合

来源：scichina1950 中国科学杂志社

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