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摘要为研究不同形貌纳米聚苯胺(PANI)的形成机理建立工作基础，我们选择了其中一种方向进行实验。利用不同浓度的表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）构筑的微乳液体系，以盐酸和过硫酸铵为掺杂酸和氧化剂的条件下合成了具有空心结构的聚苯胺。傅里叶变换红外谱图说明聚苯胺分子链主要是由苯环和醌环结构组成。紫外可见吸收光谱图说明反应温度和不同SDS的浓度直接改变所得聚合物分子链中相关电子的电子跃迁行为。透射电镜照片发现聚苯胺呈现一文纳米纤文形貌，个别地区显示空心纳米棒结构的存在。电化学性能分析发现SDS浓度大、温度高、添加质子酸体系下合成的聚苯胺电极的循环伏安曲线显示所此体系的电容贡献比较高。关键词 聚苯胺 SDS 空心纳米材料 微乳液8396
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毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title the synthesis of nanostructured polyanilines in the SDS microemulsion
Abstract
For establishing a working basis for the formation mechanism of different morphologies of nanostructured polyaniline(PANI) , we have chosen one part of it .Polyaniline nanorods with hollow structures have been prepared via a microemulsion system composed by sodium dodecylsulfate (SDS) at varied concentration in the presence of HCl and ammonium persulfate (APS).Fourier Transform Infrared spectroscopy ( FTIR) spectrum displays that PANI chains exhibit quinoid and benzenoid structures. Additionally UV-Vis spectra suggest that the excitation behavior of the electrons in PANI species differs in sample prepared from SDS at varied concentration. TEM images of polyaniline presents a one-dimensional fiber morphology ,but inpidual regions showed the presence of hollow nanorod structure .Moreover, the cyclic voltammetry studies indicate PANI with high specific capacitance ([SDS]= 0.06 mol／L，[HCL]= 0.0086 mol／L or T= 30 ℃) can be prepared in this way.
Keywords polyaniline SDS hollow nanostructured materials microemulsion
目 次
1 绪论 1
1.1 导电聚苯胺的概述 1
1.2 聚苯胺的结构 1
1.3 聚苯胺的合成方法 2
1.3.1 化学氧化法 2
1.3.2 电化学聚合 2
1.4 聚苯胺的性能及其应用 3
1.4.1 导电性能 3
1.4.2 光学性能 3
1.5.3 电致变色性能 3
1.5 聚苯胺的微/纳米结构的调控 3
1.5.1 模板法 3
1.5.2 无模板法 5
1.6 聚苯胺前景展望 5
1.7 本论文的研究思路 5
2以十二烷基硫酸钠为模板乳液聚合法合成PANI 7
2.1 实验部分 7
2.1.1 实验原料和仪器 7
2.1.2 PANI纳米材料的制备 7
2.1.3 实验表征方法和测试手段 8
2.2 结果与讨论 9
2.2.1 红外吸收光谱分析 9
2.2.2 紫外-可见光分析 10
2.2.3 微观结构透射电镜分析 11
2.2.4 电化学性能分 13
结 论 18
致 谢 19
参 考 文 献 20
1 绪论
1.1 导电聚苯胺的概述
20世纪70年代之前，三大类高分子聚合物橡胶、塑料和纤文通常本身都是不导电的。直到1976年，美国的MacDiarmid, Heeger 及日本的Shirakawa [ ]等发现经过I2和AsF5掺杂的聚乙炔的导电率达到10^3-10^4S/cm的水平，呈现出金属导电特性，才打破了“高分子=绝缘体”的观念。
导电高分子是人工合成的具有金属导电性，同时又保留了传统聚合物机械性能和可加工性的有机高分子聚合物，常被称做合成金属(synthetic metal)，其导电性是本身所固有的[ ]。根据材料的结构与组成进行分类，导电高分子材料可以分为复合型和结构型两类[ ]。复合型导电高分子材料同其他复合材料一样，主要是以导电高分子聚合物为基体，然后将各种具有导电性的物质采用某些物理化学方法填充到基体中形成所需的导电高分子材料。其中聚合物基体是不导电的，导电的只是加入到聚合物中的增强体。常见的导电材料如碳黑等经改性后加入到有机高聚物中，经共混而得到复合型导电高分子材料。而结构型（又称作本征型）导电高分子是指那些高分子材料本身具有导电性能或经过某些物质（如质子酸）掺杂后具有导电功能的聚合物。与复合型导电高分子相比较，结构型导电高分子本身具有导电性，由其结构提供导电载流子，一旦经过掺杂后，导电率可大幅度提高，甚至可达到金属的导电水平。它是一种性能优良的功能材料，兼有机高分子材料量轻、易加工、防腐的性能和半导体或金属的电学性能，掺杂、去掺杂过程可逆及电导率可在较大范围内调节等方面的优异性能。目前人们研究的较为广泛的结构型导电高分子主要有聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等，其中聚苯胺[ ]由于原料便宜，合成简易，特殊的质子酸掺杂机制，导电率高，使其成为人们研究热点之一。