基于纳米线的界面组装制备导电聚合物材料

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与传统导电聚合物材料相比,具有纳米结构的导电聚合物材料具有更大的比表面积、更优秀的力学性能、更优秀的电荷和离子的传输能力以及更优秀的能量储存能力。但是已有的制备具有纳米结构的二维导电聚合物膜与三维导电聚合物多孔材料的传统方法都存在着一定的不足,比如电化学聚合法无法在绝缘基底表面制备二维导电聚合物膜,使用传统的模板法制备导电聚合物水凝胶会在水凝胶内部引入绝缘组分使得其电学性能下降。近几年,很多科研工作者利用纳米颗粒自组装与可控组装制备了具有纳米结构的功能材料,但是纳米颗粒在具有纳米结构的导电聚合物制备中的应用大多只是将纳米颗粒掺杂在导电聚合物中来提高导电聚合物的性能,而利用纳米颗粒的自组装与可控组装来制备导电聚合物材料的报道相对较少。在本文中,我们利用水合五氧化二钒纳米线的界面组装制备具有纳米结构的导电聚合物膜。这种具有纳米结构的导电聚合物膜可以在多种疏水与绝缘基底表面制备,而且膜与基底表面之间结合力较好;此外这种方法可以在各种基底的表面制备具有特定图案的导电聚合物涂层,用于气体传感器的制备,这种气体传感器具有优异的气体选择性。我们还利用水合五氧化二钒纳米线的界面组装制备了水合五氧化二钒Pickering乳液,并将其作为直写成型技术的墨水进行3D打印,然后聚合后得到了具有纳米结构的聚苯胺泡沫。这种聚苯胺泡沫具有多尺度的孔径结构和优异的电化学性能,在超级电容器领域具有很好的应用前景。综上所述,我们利用水合五氧化二钒纳米线可控界面组装制备了两种具有纳米结构和优异性能的导电聚合物材料,为导电聚合物材料的制备提供了一种新思路。
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