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导电高分子是从七十年代末发展起来的一种新型的高分子,与普通的高分子不同,这类高分子的显著特征是具有延伸的π电子共轭体系。导电高分子通过掺杂可具备一定的电导率,并通过掺杂-去掺杂,可以在绝缘态和导电态之间切换,同时伴随着许多独特的性质,如电致发光、电致变色、微波吸收等,使其在发光二极管、二次电池电极材料、化学和生化传感器以及伪装材料等诸多方面有着广阔的前景。如何提高导电高分子的电导率稳定性,一直是导电高分子研究中的重点。导电聚合物的电导率稳定性主要取决于掺杂离子迁出聚合物本体的速率。掺杂离子的体积越大,迁移能力越差,迁出聚合物本体所受的阻力也就越大,导电聚合物电导率稳定性越高。所以,要得到电导率稳定性好的导电聚合物,一般采用体积比较大的芳香性磺酸盐作掺杂剂,如十二烷基苯磺酸钠,聚苯乙烯磺酸钠等。如今,研究导电高分子与环糊精的作用已成为热门课题,如果环糊精与具有掺杂功能的客体分子能形成稳定的包合物,就可以有效的增加掺杂分子的体积,改变掺杂分子的某些性质,得到电导率稳定性较好且结构特殊的导电聚合物。
在本论文中,主要做了以下的工作:(1)以β-环糊精(β-CD)为主体分子,在水溶液中与客体分子甲基橙(MO)形成的包合物作为掺杂剂,通过化学方法合成出具有扇状形态的聚吡咯微米管。通过UV-vis证明了水溶液中包合物β-CD/MO的存在。另外,红外、广角X射线粉末衍射、热失重分析等检测方法均表明包合物β-CD/MO确实存在于所得的聚吡咯中,并且起到掺杂的作用。聚吡咯的电导率与时间关系图表明,以包合物β-CD/MO作为掺杂剂所得的聚吡咯具有较好的电导率稳定性。
(2)由于β-环糊精的溶解度不高,β-环糊精与MO形成的包合物的量较少,因此,我们以溶解度较高的β-环糊精的衍生物单-6-马来二腈二硫代酸钠-β-环糊精(6-mnt-β-CD)为主体分子,在水溶液中与客体分子甲基橙(MO)形成的包合物作为掺杂剂,通过化学方法合成出具有放射状形态的聚吡咯微米管。通过一系列表征方法,均表明包合物6-mnt-β-CD/MO确实存在于所得的聚吡咯中并起到掺杂的作用。此外,解释了具有放射状形态的聚吡咯微米管形成的原因:包合物6-mnt-β-CD/MO中主体分子中含有-S-,能够吸附在含有阳离子自由基的聚吡咯活性种上,而由于被吸附的6-mnt-β-CD/MO之间的空间位阻效应及客体分子MO中的-SO3-之间的排斥作用可以为吡咯的聚合提供方向各异的生长通道,并最终导致生成具有放射状形态的聚吡咯微米管。