超分子自组装一步法制备新型导电聚合物水凝胶

利用聚合物分子链和多价阳离子间的超分子自组装,一步法制备了新型导电聚合物水凝胶。在静置的反应条件下,凝胶化过程和聚合过程同时进行,多价阳离子起到聚合氧化剂和离子交联剂的双重功效。得到的水凝胶材料本质上是一种"半互穿网络型"凝胶,具有伸展的分子链构象和可调控的微观形貌,并在纳米尺度上发生相分离。对静置的反应条件进行分析,对材料的凝胶化机理进行研究,并讨论了超分子自组装法制备导电聚合物水凝胶的普适性。通过系统研究得到优化的实验条件,制备了具有自增强功能的导电聚合物水凝胶,材料自增强功能的实现与其均匀的微观结构和相结构密切相关。

高强度多重网络导电聚合物复合水凝胶

将利用超分子自组装法制备的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)水凝胶与聚丙烯酸(PAA)水凝胶复合,制备兼具高力学强度和电化学活性的PAA/PAA/PEDOT-PSS三重网络(TN)水凝胶。对材料的机械性质、微观结构、分子构象等进行研究,提出TN水凝胶的增强机理。在此基础上,将自身为半互穿网络的PEDOT-PSS水凝胶与电中性的聚丙烯酰胺(PAAm)水凝胶复合,制备具有较高机械强度的PAAm/PEDOT-PSS特殊二重网络(sDN)水凝胶,实现了导电聚合物水凝胶增强过程的简化。系统研究sDN水凝胶中各组分对其机械性质、微观结构等的影响,提出sDN水凝胶断裂过程中形成PEDOT碎片的特殊增强机理。

“反应性自降解模板”制备导电聚合物纳米管/线

本文采用"反应性自降解模板"制备导电高分子纳米管(线),在具有掺杂剂和模板双重功能的偶氮染料分子甲基橙(MO)与三氯化铁(FeCl_3)形成的纤维状复合物表面氧化聚合吡咯单体,同时三价铁离子被还原而使复合物发生自降解,最终得到专一的导电聚吡咯纳米管,制备过程无需去除模板的步骤。阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化氨(CTAB)被引入该体系,变化其浓度可成功调控尺寸和形貌可控的聚吡咯纳米管/线的生长。在实验结果的基础上,提出了甲基橙/三氯化铁体系诱导聚吡咯纳米管形成的机理,并系统研究了 CTAB 的参与对模板及吡咯聚合过程的影响。阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)也被引入体系,分析了不同类型表面活性剂在该体系中的不同作用。以甲基橙和三氯化铁的复合物为模板,成功合成了聚苯胺纳米管,此时甲基橙/三氯化铁纤维状复合物起到了硬模板的作用,并可在聚苯胺纳米管的水洗后处理中方便地被除去。

SiO_2@PPy纳米复合微粒的紫外吸收性质研究

通过相关实验和米氏理论计算研究了SiO2@PPy纳米复合微粒的紫外吸收光谱,讨论了二氧化硅核的尺寸、聚吡咯壳的厚度以及氧化程度等因素对纳米复合微粒紫外吸收性质的影响。