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导电聚合物与金属纳米粒子形成的复合材料由于具有不同于聚合物或金属粒子的性质越来越受到人们的关注,在电催化、化学传感器、电容器以及防腐涂料等领域有着潜在的应用前景。在众多的有机导电聚合物中,聚苯胺(PANI)由于原料廉价易得、合成简单、电导率较高、环境稳定性好等优点已成为当今研究的热点。纳米银粒子具有稳定的物理化学性能,在电学、光学、和催化剂等众多方面具有十分优异的性能,已广泛应用于陶瓷材料、环保材料和涂料等许多领域。
本文系统研究了盐酸掺杂体系二步合成工艺制备纳米银/聚苯胺复合材料的过程中,反应时间、温度、硝酸银的浓度、聚苯胺的用量、辅助还原剂对硝酸银转化率的影响,确定了盐酸掺杂体系制备纳米银/聚苯胺复合材料的最佳工艺条件:反应时间36h,温度40℃,硝酸银0.4mol/L,1g聚苯胺。初步探索了硝酸掺杂体系一步合成工艺制备纳米银/聚苯胺复合材料的过程中,反应时间和温度对硝酸银转化率的影响。
应用透射电子显微镜、X-射线衍射仪、四探针测试仪、电化学工作站、FT-IR光谱仪、紫外-可见分光光度计对这两种酸环境下合成的纳米银/聚苯胺复合材料的结构与性能进行了表征。实验研究结果表明,盐酸掺杂二步合成工艺得到的纳米银/聚苯胺复合材料中银的平均粒径为30nm,纳米银“镶嵌”在聚苯胺基质中,颗粒分散度较高。硝酸掺杂体系一步合成工艺制备的复合材料为纤维状聚苯胺包裹银的结构。相同条件下,一步合成工艺制备过程中硝酸银的转化率明显高于二步合成工艺。