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一维有机聚合物纳米结构在被赋予低维纳米体系独特尺寸和维度效应的同时,保留了有机分子固有的易合成、稳定性好、可多重功能化裁接性质等特点在诸多领域都具有潜在的应用价值。但是,由于纳米结构表面原子相互作用力以及有机分子本身的柔性,使得有机纳米聚合物相互之间容易发生团聚,进而影响其形貌和性质。本论文通过化学方法抑制有机纳米线的团聚,制备高长径比的聚环戊二烯纳米线;深入研究聚苯胺纳米线形成和团聚的机理,有效抑制其团聚,控制性合成聚苯胺纳米结构,并探讨其导电性与结构的关系,旨在从科学上认识有机纳米结构组装的基本原理以及结构和性能的相关性。分别介绍如下:
1.设计并合成反应性纳米模板FeCl3-S纳米树,利用其诱导聚合与导向生长的双重功能抑制一维有机纳米结构的团聚,制备出具有高弹性的高长径比聚环戊二烯纳米线。
2.利用界面法易调变聚合反应参数的优点,通过调控界面聚合中的控制因素,有效抑制团聚,合成较高长径比的聚苯胺纳米线。
3.理论分析和实验相结合,挖掘聚苯胺纳米线团聚的内在原因,通过控制聚合速率和掺杂速率调整分子链间的相互作用,获得对聚苯胺纳米纤维直径和结构的调控。
4.通过调控反应速率,得到聚苯胺纳米线的中间体,探讨聚苯胺纳米线形成的动力学规律和机理,达到对聚苯胺纳米线的可控合成;对聚苯胺纳米纤维形成和聚集过程中形貌的变化与分子结构的变化进行关联,以获得有关其机制的认识。
5.在了解聚苯胺纳米线形成机理的基础上,改变动力学环境,实现聚苯胺一维纳米结构到二维纳米结构的超级定向自组装,并初步探讨组装机理。
6.研究聚苯胺纳米化后,酸掺杂度、结晶度和氧化程度等对其导电性能的影响。