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多孔薄膜常用的制备方法包括光刻法,胶体晶体法,乳液模板法,生物模板法等,但这些方法存在操作复杂,设备昂贵,不易动态控制孔径等缺点。近来水辅助法成为目前关注的热点,它是制备有序多孔薄膜材料的一种有效方法,具有操作简单、价格低廉且孔结构动态可控等优点。有序多孔膜在纳米材料组装、组织工程支架、催化剂载体、吸附分离介质、电磁屏蔽及模板材料等多领域具有广泛的应用前景。
常见的导电聚合物有聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩及其衍生物,它们广泛的用途目前引起了多数人的关注。其中聚吡咯因其易于制备、环境稳定性良好和较高的导电率被认为是最有商业价值的导电高分子材料之一,但是其机械性能差,不易成膜等缺点,制约了它的进一步应用。
本文针对以上问题,在实验室已有的实验理论基础上,首先采用水辅助法在一定条件下制备了聚碳酸酯蜂窝状有序多孔薄膜;然后以此为基体模板材料,采用原位化学氧化聚合方法制备了聚吡咯复合膜材料。实验结果表明水辅助法制备的聚碳酸酯多孔薄膜在聚吡咯的生长过程中起到了模板效应,为吡咯的聚合生长提供了一个良好的空间环境。溶剂去除模板后,得到聚吡咯膜的反面以连续的囊泡结构形式存在,大大增加了聚吡咯的比表面积。因此在解决吡咯机械性能差、不易成膜的问题时,也提供了一种制备表面多孔且导电的聚吡咯复合材料的简单方法,扩展了水辅助法在模板领域的应用范围。本文分为以下几个部分:
第一章:多孔复合材料前言。重点概述有序多孔材料、制备方法及导电复合材料的导电机理、聚吡咯材料的制备方法及重要用途。
第二章:聚碳酸酯/聚吡咯导电复合膜的制备。系统介绍了水辅助法的原理、成膜条件、影响因素及制备模板基体膜、复合膜的实验。
第三章:结果与讨论。对模板、复合膜材料进行SEM、AFM、FT-IR及电性能表征,讨论了模板的孔径、氧化剂用量、氧化时间对复合膜导电率的影响。
最后是全文总结。