聚吡咯纳米复合材料的研究进展

1 导电高分子材料的研究进展及其应用

摘要：本文讲述了导电高分子材料的起源、分类以及特点。综述了导电高分子材料的研究进展及其在各个领域的应用。

关键词 导电高分子 研究进展 应用

一、引言

1958 年Natta 等人合成了聚乙炔，但是当时并没有引起其他科学家的足够重视。自从1977年美国科学家黑格（A.J.Heeger）和麦克迪尔米德（A.G.MacDiarmid）和日本科学家白川英树（H.Shirakawa）发现掺杂聚乙炔（Polyacetylene,PA）具有金属导电特性以来[1]，有机高分子不能作为电解质的概念被彻底改变。现在研究的有聚乙炔(Polyacetylene, PAC)、聚吡咯(Polypyrroles,PPY)、聚噻吩(Polythiophenes, PTH)、聚苯胺(Polyaniline,PAN)、聚对苯(Polyparaphenylene, PPP)、聚并苯(Polyacenes,PAS)等,具有许多特殊的电、光、磁和电化学性能。也因此诞生了一门新型的交叉学科-导电高分子。这个新领域的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念,而且它的发现和发展为低维固体电子学,乃至分子电子学的建立和完善作出重要的贡献,进而为分子电子学的建立打下基础,而具有重要的科学意义。

所谓导电高分子是由具有共轭∏键的高分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件, 以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。因此, 导电高分子自发现之日起就成为材料科学的研究热点。经过近30多年的发展，导电高分子已取得了重要的研究进展。

二、导电高分子材料的分类

按照材料结构和制备方法的不同可将导电高分子材料分为两大类 :一类是结构型(或本征型) 导电高分子材料,另一类是复合型导电高分子材料。

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 2008年第16卷合成化学Vol.16,2008 第5期,583～585ChineseJournalofSyntheticChemistryNo.5,583～585　

・研究简报・

纳米聚吡咯的合成3

刘漫红1a,韩美凤1b

(1.青岛科技大学a.材料科学与工程学院;b.化学与分子工程学院,山东青岛　266042)

摘要:分别以十六烷基三甲基溴化铵,十二烷基苯磺酸钠,聚乙烯吡咯烷酮,十二烷基硫酸钠形成的有序聚集体为模板,在0℃～5℃引发吡咯氧化聚合(过硫酸铵为氧化剂)制备了纳米聚吡咯(PPy)。探讨了表面活性剂对PPy形貌的影响。关　键　词:聚吡咯;纳米材料;表面活性剂;形貌;合成中图分类号:O632.6文献标识码:A文章编号:100521511(2008)0520583203

SynthesisofNano2polypyrrole

LIUMan2hong1a,　HANMei2feng1b

(a.CollegeofMaterialScienceandEngineering;b.CollegeofChemistryandMolecularEngineering,1.QingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266042,China)

Abstract:Nano2polypyrrole(PPy)wassynthesizedbyrapidchemicaloxidativepolymerizationofpyr2

roleat0℃～5℃usingammoniumpersulfateasanoxidantandaggregatesformedbydifferentsur2

现在做的聚吡咯，吡咯是2ml，苯6ml，引发体系：APS 0.63g,（过硫酸铵，健康危害： 对皮肤粘膜有刺激性和腐蚀性。吸入后引起鼻炎、喉炎、气短和咳嗽等。眼、皮肤接触可引起强烈刺激、疼痛甚至灼伤。口服引起腹痛、恶心和呕吐。长期皮肤接触可引起变应性皮炎。 环境危害： 燃爆危险： 本品助燃，具腐蚀性、刺激性，可致人体灼伤。）水1ml，乙醇1ml，盐酸0.1ml配成的溶液 从中取出0.2ml，刚一加到单体溶液中几秒钟就有黑色固态生成了。

一种制备高导电性聚吡咯材料的方法，依次由以下步骤组成：

(1)合成纳米氧化铝模板

(a)将铝片先用70％高氯酸和无水乙醇混合液在0～5℃下抛光5～10分钟，电压为15～22V；混合液中高氯酸和无水乙醇的体积比1：4；

(b)铝片用二次水清洗后在多元酸及其对应的电压下首次氧化1～2小时，以不锈钢板做对电极；然后在60℃下以6％的磷酸和1.8％的铬酸混合洗液清洗铝片半小时，除去氧化膜；

（c） 铝片用二次水清洗后，用与上述(b)步骤相同的电压进行阳极氧化6小时；然后用氯化物饱和水溶液剥离铝基质，再用5％的磷酸通孔30分钟，得到纳米氧化铝模板，清洗并保存在二次水中。

(2)玻碳电极经金相砂纸和氧化铝抛光成镜面，用硝酸和氢氧化钠处理，然后用二次蒸馏水充分洗涤后，将纳米氧化铝模板紧密的装配在玻碳电极上，浸入pH＝3的0.2mol/L吡咯溶液，在0～0.75V电压范围内，以100mv/s的速度扫描200周次，取出，用5％HPO3浸泡，溶去模板后用二次水洗涤后晾干

发明公开了一种合成纳米氮化铬/聚吡咯复合材料的方法，包括如下步骤：

1. 将改性剂溶入去离子水中，超声分散40分钟形成乳液，搅拌下加入纳米氮化铬 粉体，室温下超声分散30～60分钟，得到改性纳米氮化铬的悬浮液；

2. 将得到的 悬浮液放在冰水浴中，加入吡咯单体，搅拌；取引发剂溶于去离子水中制成溶 液逐滴滴入混合溶液中，聚合反应2～5小时，将悬浮液减压抽滤，分别用去 离子水和乙醇超声洗涤过滤3次，产物在60℃下真空干燥24h，得到纳米氮化 铬-聚吡咯复合材料。

第３３卷第７期　２０１１年Ｏ７月　武汉工程大学学报　Ｊ．　Ｗｕｈａｎ　Ｉｎｓｔ．Ｔｅｃｈ．　Ｖｏ１．３３　Ｎｏ．７　Ｊｕ１．　２０１１　

文章编号：１６７４—２８６９（２０１１）０７—００１７—０５　

甲基橙掺杂聚吡咯纳米管的合成及其性能　

朱寒冰，黄　瑜，李　亮　

（武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北武汉４３００７４）　

摘要：通过化学氧化法，以Ｆｅ（ＮＯ。）。为氧化剂，甲基橙（ＭＯ）为掺杂剂合成了聚吡咯纳米空心管．通过ＦＴ＿　ＩＲ、ＳＥＭ、ＴＥＭ和电导率测试等研究了氧化剂和掺杂剂等对聚吡咯形貌结构和电导率的影响；并将聚吡咯纳　米管涂覆在工作电极表面制作而成的修饰电极经循环伏安法测试表明具有良好的氧化还原可逆性．　关键词：导电聚合物；聚吡咯纳米管；氧化剂；掺杂剂；修饰电极　中图分类号：０６３３　文献标识码：Ａ　ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—２８６９．２０１１．０７．００５　

０　引　言　

上世纪７Ｏ年代，日本筑波大学的白川英树、　美国宾夕法尼亚大学的Ｍａｃｄｉａｒｍｉｄ　Ａｌａｎ　Ｇ和美　

国加州大学圣塔巴巴拉分校的Ｈｅｅｇｅｒ　Ａｌａｎ　Ｊ共　同发现具有简单结构的共轭聚合物一聚乙炔经Ｉ２　

掺杂后电导率可上升十几个数量级，即其电性质　从绝缘体（电导率为１０　Ｓ／ｃｍ）跃变为金属导体　（电导率为１０。Ｓ／ｃｍ）ｌ１］．这一发现彻底打破了高　

分子材料都是绝缘体的传统观念，具有重要科学　意义＿２］．从此，关于导电聚合物的研究很快引起了　人们的广泛关注，并迅速发展成为一门新兴的多　

学科交叉的研究领域＿３。　．其中聚吡咯（ＰＰｙ，　

ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）是最受关注的一种典型导电聚合物，　

因其具有易合成、电导率高、稳定性好、环境无毒　性和可逆的氧化还原特性等优点［１　，在微电子、光　学、电化学和生物技术等领域都有着广泛的应用，　

受到众多科研工作者的青睐．　

１　实验部分　

吡咯（Ｐｙ，ｐｙｒｒｏｌｅ）单体在使用前进行减压蒸馏