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半导体纳米材料虽然制备方法很多，但因其粒径小，表面能高，易团聚而不能较好地得到广泛应用。若它同聚合物相结合，聚合物可起到载体作用，不仅可以防止团聚，而且可以控制粒子的尺寸大小和分布及提高稳定性，更重要的是，若想将粒子的特殊性能以材料形式付诸应用，必须实现它以某种形式与体相材料相复合与组装。聚合物具有良好的加工性能，使其在复合和组装半导体纳米粒子方面较其它材料有优势。利用半导体纳米粒子的光电特性，可将复合物制备成实用的新型非线性光学材料、电致发光、激光放大材料等，大大拓宽其应用范围。因而导电聚合物-纳米半导体微粒复合膜的研究虽然只是近十年才发展起来的，但其进展十分引入注目，并已成为近几年来材料研究的热点。 本文利用电化学组装法（electrochemical-assembly,ECA）在不同基底表面上依次组装和制备了对氨基苯硫酚（PATP）和聚苯胺（PANI）薄膜，并采用电化学组装（ECA）-电沉积法联用技术和电化学组装（ECA）-溶胶凝胶法（sol-gel）联用技术制备了TiO2-PANI复合膜、ZnO-PANI复合膜和CdS-PANI复合膜。利用扫描隧道显微镜、电化学石英微天平、X-光电子能谱、拉曼光谱、循环伏安法、荧光光谱和光电流谱等技术研究PATP在金电极表面组装的动力学过程和PANI薄膜的表面形貌、结构和光电化学性质，并在研究PATP膜和PANI膜的结构及性质的基础上，对复合膜的结构、形貌及性质进行表征，同时还初步探讨了其性能和应用。本文还利用氧化铝模板（AAO）制备了PANI纳米管、Zn0纳米线、ZnO-PANI同轴纳米线及其阵列，并对它们的形貌和性质进行初步表征。主要研究结果如下： 中文挽要一、采用自组装技术在n＆W上获得较有序的PATP膜：1．PATP在An表面自组装过程包括两个阶段：0)吸附过程，该过程速度快，受 扩散过程控制；o)结构重组过程，该过程需要一定时间。2．PAh是以S－n键，并采用“站立”的方式吸附在金表面。3．PATP的组装有利于PANI的聚合，并对PANI的结构和形貌有影响。二、采用循环伏安法在PATP单分子层上制备了导电PANI膜：1．制备了三种氧化还原态的多孔、絮状结构PNI膜，并对其导电性能和光电性 能进行研究。2．从部分氧化态PNI光电流谱得到的Fower图，表明PAN－－膜具有内光电发射 效应。从 Fower图求得的绝缘母体的禁带宽度为 3．33eV。从 MOttSChottky图 得到部分氧化态和还原态PNI在 1刀moCh HCIO。溶液①H＝0．43)的平带电位均 为0石3V卜S．SCE)，并获得部分氧化态I？ANI的能带结构。3．提出建立在内光电发射效应基础上的部分氧化态I？APl光电化学新模型。4．初步讨论了制备条件对PANI膜性能的影响。三、采用电化学组装－电赋联用技术获得纳米结构To。J？ANI复合膜：1．TIO。纳米微粒在PNI膜上呈紧密结构，并不完全覆盖PANI膜，微粒尺寸大 约川～200nln。2．电化学研究表明 TIO。－nNI复合膜只有在低扫描速度时＊，才表现出整 流效应；fio，－PAbl复合膜兼有TIO。微粒和PANI物种的阳极光电流谱带，表 现为复合材料的性质。以fio，－I？AN－－膜为光阳极组成的简单光化学电池有较高 的能量转换效率（最高可达3．9％）。3．利用MOttschop图得到PNI膜上ilo。微粒膜在1．OInoMi HCIO。溶液中的 平带电位为心．15V（V．SCE），其掺杂浓度为9．IX10”Cf’；并结合PAN’I的光电 化学模型，对fio。－PANI复合膜的光电化学过程进行解释。11 厦门大学理学博士学位论文 导电聚合蜘纳米半导体微粒复合膜的制备和性能研究 黄怀国Zbol7 4．热处理温度对 ho。－PANI复合膜的光电性质有影响，最佳处理温度为 150T。 5．Dq工yo盯复合膜能够有效处理含有苯酚的污水。 四、采用电化学组茨挤胶凝胶法联用技术获得纳米结构ZnO－PANI复合膜： 1．制备条件对ZnO溶胶的尺寸、光吸收和荧光性能尤其后两者的量子效应有较 大的影响。 2．利用溶胶－凝胶法在PANI膜上制备的ZnO微粒膜的结构和表面形貌与在An 表面上直接形成的ZnO微粒膜相似，具有均匀、致密、多孔的纳米结构。PANI 的多孔结构有抑制ZnO胶粒团聚的作用。ZnO微粒为六方纤锌矿晶型，微粒 尺寸大约10nln。 3．ZnO－PAN’I复合膜的拉曼光谱和红外漫反射光谱中的C－N特征谱带较ItN－－有 不同程度的兰移，表明了I％N’－的上丁H基团和h广离子有化学相互作用。 4．由于M－PAN－I复合膜中的ZnO微粒尺寸较小和出现新的表面态，使ZnO－PAN’I 复合膜荧光光谱有较大的兰移；同时由于PAN’l本身的光吸收及能量转移，使 ZnO．PANI复合膜荧光光谱强度较单纯ZnO微粒膜有所增强；胶体陈化时间和 ZnO胶粒表面富余物种对ZnO．PNI复合膜的性质有较大影响。 5．ZnO－I？APl复合膜中ZnO微粒具有光电化学纳米效应；ZnO－PAN－I复合膜的阳 极光电流谱在75