论文总字数：15228字

摘 要

　　　聚苯胺（PANI）因其金属般的导电性成为近年来研究的热门，而多金属含氧酸盐（POMs）掺杂聚苯胺的导电性更是有了多个数量级的提高。本课题采用盐酸与K₇[BW₁₁O₃₉Ni(H₂O)]·nH₂O共掺杂方式制备聚苯胺，在合适且不变的POMs掺杂量下，在一定范围内改变盐酸的浓度，找出聚苯胺导电性的变化规律。通过现代表征测试手段（如XRD，FT-TR和UV-Vis等）考察共掺杂情况下聚苯胺结构的变化以深入探究导电机理。

关键词：聚苯胺 掺杂 多金属含氧酸盐 导电性

Research on the Conductivity of Polyaniline doped with Hydrochloric Acid and K₇BW₁₁O₃₉Ni

Abstract

Owing to its metal-like conductivity,Polyaniline(PANI) has became the focus of study in recent years.When doped with the polyoxometalates(POMs),polyaniline shows great improvement for several orders of magnitude in conductivity.In this research,polyaniline was doped with hydrochloric acid and K₇BW₁₁O₃₉Ni in its synthesis.To find out the regular pattern of conductivity,hydrochloric acid was made use of in variable concentration in a certain limit while the amount of POMs maintained a reasonable and unchangeable level.It is imperative to apply modern characterization and testing approaches(such as XRD,FT-TR,UV-Vis and so on) to inspect the changes in the structure of PANI which is the essential reason to creating conductive polyaniline.

Key Words:Polyaniline;Doping;POMs;Conductivity

目 录

摘要……………………………………………………………………………I

ABSTRACT……………………………………………………………………II

第一章 引言…………………………………………………………………1

1.1 聚苯胺简介………………………………………………………………1

1.1.1 聚苯胺的结构……………………………………………………1

1.1.2 聚苯胺的掺杂与导电性…………………………………………2

1.1.3 聚苯胺的合成……………………………………………………3

1.2 多金属含氧酸盐概述……………………………………………………3

1.2.1 多金属含氧酸盐分类及结构……………………………………4

1.2.2 多金属含氧酸盐的合成…………………………………………5

1.2.3 多金属含氧酸盐的性质…………………………………………5

1.3 课题研究内容……………………………………………………………6

第二章 K₇[BW₁₁O₃₉Ni(H₂O)]·nH₂O的合成及表征………………………7

前言……………………………………………………………………………7

2.1 实验药品与实验仪器……………………………………………………7

2.1.1 实验药品……………………………………………………………7

2.1.2 实验仪器……………………………………………………………8

2.2 K₇[BW₁₁O₃₉Ni(H₂O)]·nH₂O的合成 ……………………………………8

2.3 BW₁₁Ni材料测试与表征 ………………………………………………9

2.3.1 BW₁₁Ni的FT-IR谱图与分析……………………………………10 2.3.2 BW11Ni的XRD谱图与分析……………………………………11

2.3.3 BW11Ni的UV谱图与分析 ……………………………………12

本章小结……………………………………………………………………12

第三章 不同浓度盐酸掺杂的聚苯胺的制备及表征…………………13

前言…………………………………………………………………………13

3.1实验药品与实验仪器…………………………………………………13

3.1.1 实验药品…………………………………………………………13

3.1.2 实验仪器…………………………………………………………13

3.2不同盐酸浓度掺杂聚苯胺的合成……………………………………13

3.3掺杂聚苯胺样品的测试与表征………………………………………14

3.3.1掺杂聚苯胺样品的FT-IR谱图与分析…………………………14

3.3.2掺杂聚苯胺样品的XRD谱图与分析 …………………………15

3.3.3掺杂聚苯胺样品的UV-Vis谱图与分析 ………………………17

本章小结…………………………………………………………………18

第四章 聚苯胺的电导率测量及导电机制分析……………………19

前言…………………………………………………………………………19

4.1 聚苯胺导电导率测量方法……………………………………………19

4.2 聚苯胺电导率的测量及结果…………………………………………20

4.2.1聚苯胺电导率测量步骤…………………………………………20

4.2.2 聚苯胺电导率分析与结果 ……………………………………20

4.3 聚苯胺电导率机制分析………………………………………………25

本章小结……………………………………………………………………26

第五章 结论………………………………………………………………27

致谢…………………………………………………………………………28

参考文献……………………………………………………………………29

1. 引言

1977年，Shirakawa及J.Heeger和A. GMacDiarmid三位科学家将I₂及AsF₅掺杂加到聚乙炔中，并制成薄膜，测得电导率达1000S/cm以上[^[1]][^[2]]。这一重大发现说明导电高分子具有类似金属的优良导电性，他们也因此荣获了2000年度的诺贝尔化学奖。此后，对导电高分子的研究一发而不可收。导电高分子研究成果已广泛应用到分子生物电子学、无线通信、显示器件和电化学存储系统等诸多领域[^[3]]。

在这些导电聚合物（如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等）当中，聚苯胺（PANI）受到广泛关注与研究，因为它独特与易操控的化学和电学性质[^[4]]，热学[^[5]]和良好的稳定性——在水中和空气中能够稳定存在[^[6]]；降解时产生的醌式分子能在一定程度上阻止其降解，从而提高PANI的稳定性[^[7]]。此外，因其结构的灵活性，PANI可用于防腐外衣、能量存储系统、气体传感器和电致变色、电催化装置等领域[^[8]]。

请支付后下载全文，论文总字数：15228字