论文部分内容阅读
采用溶胶-凝胶法,以无机盐SnCl4为原料,氨水为沉淀剂,制备了纳米SnO2微粒。XRD、FT-IR结果表明,产物为四方晶系金红石结构,晶形完整;TEM显示纳米微粒基本呈球形,粒径约为15~30nm,局部存在团聚,团聚颗粒由2~3个纳米晶组成。利用直接沉淀法制备了六方晶相纳米ZnO微粒,产物结晶完善,粒径约为75~150nm。在上述工作基础之上,利用溶胶-凝胶法制备了ZnO掺杂改性的SnO2纳米微粒,并利用XRD、TEM考察了ZnO对产物的粒径与微观形貌的影响。结果显示,随ZnO加入量不同,根据各阶段SnO2的衍射峰相对强度、位置,以及产物形貌等判断,可将其对SnO2的影响可分为四个阶段。当掺杂量大于50%时,ZnO自母相中脱溶形成单相。采用经典化学氧化法合成了盐酸掺杂聚苯胺,经氨水脱掺杂得到本征态聚苯胺。结果显示:掺杂态聚苯胺具有一定的结晶性,本征态聚苯胺为无定形结构;微观形貌表征显示,聚苯胺由粒径为0.5~1μm的不规则颗粒,0.2μm宽、1μm长的棒束等组成;由于质子酸掺杂作用,聚苯胺分子链间作用力大大加强,团聚成较大颗粒,而本征态聚苯胺结构则较为松散;聚苯胺的热稳定性较好,自450℃才开始分解。采用原位复合工艺制备了聚苯胺-二氧化锡纳米复合材料。TEM结果显示复合材料呈“蛋糕-巧克力”结构,SnO2纳米微粒均匀地分散在聚苯胺基质内;XRD和FT-IR结果表明,聚苯胺与纳米二氧化锡间存在化学键合作用:纳米微粒表面的锡原子5d空轨道接受来自聚苯胺分子链上氮原子孤对电子和苯醌环上π电子,形成配位键;纳米微粒表面氧原子、羟基与分子链上氢原子、氮原子形成氢键。这些作用力造成了掺杂态聚苯胺结晶性变差,红外吸收峰的移动等现象;由于高聚物基质对纳米微粒的“锚固”效应,SnO2纳米微粒的分散性较纯相纳米SnO2有较大改善;纳米相的引入未对高聚物的紫外吸收与热性能产生明显的影响。在上述分析基础上,论文给出复合材料的合成反应及分子结构、高聚物相与纳米相间相互作用力机理模型。