苑同锁[1]2002年在《导电聚合物的合成及其红外反射性能在节能材料中的应用》文中研究指明本论文综述了导电聚合物的结构、特性和研究现状。首次提出了利用导电聚合物的红外反射性能，将导电聚合物用作节能材料的设想。围绕这一目的合成了不同分子量的聚苯胺、聚苯胺衍生物、MEH-PPV；设计合成了3种新的具有不同取代基团的衍生物，6种苯胺与其衍生物的共聚体。 研究推导出了带基片导电聚合物膜层体系主要参数之间的定量关系，给出了一种导电聚合物膜层消光系数及厚度测定新方法。 研究了用樟脑磺酸不同程度掺杂聚苯胺、同摩尔比例不同种类有机磺酸掺杂聚苯胺、I_2掺杂MEH-PPV，对其红外反射性的影响；研究了导电聚合物结构、膜的形成温度，对其红外反射性能的影响。对上述结果及形成原因进行了理论上的讨论。阐述了导电聚合物用作节能材料的原理。通过实验样品性能与类似用途无机物商品的性能的对比，证明将聚合物用作节能材料的设想是可行的，可产业化的。
高琦[2]2014年在《聚吡咯及其复合物红外辐射及微波反射性能研究》文中进行了进一步梳理红外能量辐射控制在衣物保暖、建筑节能以及军事隐身等领域都有着十分重要的意义。而微波反射控制作为最先用于现代化隐身领域的技术,其在电磁屏蔽、劳动保护等方面也都有着很重要的作用。金属材料(尤其是银)虽然有着很低的红外发射率,但是它们在重量、价格以及微波电磁波段兼容方面的缺点也十分明显。作为使用范围最广阔的一种导电聚合物,聚吡咯由于其合成简便、原料价格低廉、环境稳定性好以及性质容易调节等优点而受到广泛关注,被大量的用于电极材料以及生物领域,同时掺杂后的聚吡咯具有较宽的红外反射率范围同时微波性能良好,因此可以用作红外辐射以及微波控制材料。本文以聚吡咯为主体材料,制备了不同掺杂剂和氧化剂的聚吡咯材料,聚吡咯／多壁碳纳米管复合材料和聚吡咯／碳纤维复合材料,重点讨论了上述几种材料在红外辐射控制以及电磁参数方面的性能。主要研究内容如下：1、通过使用不同表面活性剂对聚吡咯进行掺杂,改变氧化剂的种类利用原位聚合法来制备掺杂聚吡咯材料。研究了不同表面活性剂、氧化剂对聚吡咯材料的导电特性,红外发射率以及电磁参数的影响,探索了掺杂剂对红外发射率和微波特性的相互作用规律。2、利用十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂还分散多壁碳纳米管,进而通过原位复合法制备不同碳纳米管含量的聚吡咯／多壁碳纳米管复合材料。研究了当碳纳米管含量改变时,材料的红外发射率的变化以及微波电磁参数的变化并分析其原因,证明了可以通过将聚吡咯同多壁碳纳米管复合来制备红外和微波兼容的材料。3、将聚毗咯同导电碳纤维进行复合,通过原位复合法在碳纤维的表面包覆一层掺杂聚毗咯,研究了复合材料的发射率以及在外界温度改变时自身红外辐射能量的变化过程,证明了将低发射率材料同碳纤维相结合是在变温时控制红外辐射的有效途径,同时也研究了复合材料的电磁特性,找到了可以在微波和红外特性相互兼容时碳纤维的含量。
周亦康[3]2017年在《聚苯胺、聚吡咯及其复合物的红外辐射及微波性能研究》文中研究说明红外辐射控制和微波反射控制在衣物保暖、建筑节能和电磁防护等领域都有着重要的作用。传统的红外辐射控制材料,例如金属银等,具有较低的红外发射率,但它们大多价格昂贵、密度偏大,并且也不能很好地在微波波段达到理想的兼容屏蔽。作为两种重要的导电聚合物,聚苯胺和聚吡咯由于其原料价格低廉、合成方法简单、环境稳定性良好以及性质容易调节等优点受到了研究人员的关注。同时,聚苯胺和聚吡咯具有较高的红外反射率和较低的微波反射率,因此可以用作兼容红外辐射和微波反射控制材料。本文以聚苯胺和聚吡咯为主体材料,利用不同方法制备了樟脑磺酸掺杂的聚苯胺复合材料,石墨烯掺杂的聚苯胺复合材料,以及聚多巴胺掺杂的聚吡咯复合材料,重点讨论了樟脑磺酸掺杂的聚苯胺复合材料的红外和微波特性,以及石墨烯掺杂的聚苯胺、聚多巴胺掺杂的聚吡咯两种复合材料的微波吸收方面的性能。主要研究内容包括:1、通过原位聚合法合成聚苯胺,利用“掺杂-脱掺杂-再掺杂”的方式制备了樟脑磺酸掺杂的聚苯胺。通过改变樟脑磺酸的掺杂量研究了不同掺杂浓度对樟脑磺酸掺杂的聚苯胺复合材料的导电特性、红外发射率以及电磁参数的影响,得到了高导电率、低红外发射率、微波性能良好的掺杂态聚苯胺。2、利用石墨烯作为基底,通过一次掺杂法制备石墨烯掺杂的聚苯胺,观察了生长在石墨烯基底上的聚苯胺的形貌,分析了石墨烯掺杂质量的不同对复合材料的导电特性和电磁参数的影响,探讨了石墨烯在聚合过程中被氧化的可能性,以及复合材料微波反射损耗与石墨烯掺杂质量的关系。3、通过原位聚合法将不同摩尔比的多巴胺与吡咯进行共聚反应,得到不同掺杂浓度的聚多巴胺掺杂的聚吡咯复合材料,观察了不同摩尔比的多巴胺对复合材料形貌和分散性的影响,分析了各组复合材料的导电特性、电化学性能及电磁参数,探讨了不同摩尔比的多巴胺对复合材料微波反射损耗特性的影响。
魏琦[4]2007年在《高质量透明导电聚苯胺薄膜的制备及原位聚合沉积机理探讨》文中研究说明透明导电有机(聚合物)薄膜是一类具有导电性、光电性等多重功能的新型材料，因具有特殊的优良性能，近年来研究工作十分活跃，并已在太阳能电池、透明电极、光电转换和自动控制、红外反射、热电转换、电磁吸收与屏蔽等方面得到应用。本课题选择典型导电聚合物——聚苯胺(PANI)，在不同基体材料表面原位聚合沉积(In-situ Polymerization)制备高品质透明导电PANI薄膜。分别从选择聚苯胺分散聚合所用的空间稳定剂，对比无机、有机空间稳定剂对聚苯胺薄膜形态的影响；采用偶联剂改变玻璃基体表面性质，考察表面的亲水／憎水性对成膜速度、成膜质量的影响；选择不同基体材料，研究聚苯胺在不同材质表面成膜的差异，探索制备功能互补的聚酰亚胺-聚苯胺复合膜的条件；并根据实验结果，考察聚苯胺在玻璃表面成膜的驱动力、对比聚苯胺在溶液中和在玻璃表面聚合速度的差异，研究原位聚合沉积制备高品质导电薄膜的机理和模型。结果表明，聚苯胺分散聚合中采用无机纳米微粒二氧化硅为空间稳定剂，为玻璃表面PANI薄膜的生长提供了一个稳定的环境，对薄膜的表观质量有很大改善作用。薄膜厚度在3-300nm之间，电导率在3×10~(-3)～1.8×10~(-2)S·cm~(-1)之间，属半导体范围。相对于不加稳定剂的苯胺化学氧化体系，纳米二氧化硅的加入，使苯胺聚合的速度减慢，诱导期延长，反应中溶液达到的最大温度降低。红外光谱分析表明，谱图中未见空间稳定剂的特征吸收峰，说明它们没有参与PANI薄膜的聚合增长。X射线衍射分析表明，薄膜的结晶度很低。微米级二氧化硅的分散稳定效果不如纳米级二氧化硅，随二氧化硅粒径增大，反应诱导期缩短，速度加快，但薄膜表观质量下降，表面变得粗糙，且黏附一些片层状PANI。分别采用十八烷基叁氯硅烷(OTS)、r-缩水甘油醚丙基叁甲氧基硅烷和N-苯基-3-氨丙基叁甲氧基硅烷等对玻璃表面进行憎水改性处理。发现与亲水性较强的玻璃表面相比，苯胺阳离子自由基及其低聚体更容易在憎水性表面吸附，吸附速度更快，成核中心密度更大，薄膜的表观质量、厚度和电导率都有不同程度的提高。其中尤以OTS改性的效果最为显着。利用苯胺在亲／憎水表面吸附、沉积的速度差，可以进行聚苯胺在玻璃表面的图案化沉积，进行微电路、微器件设计。除在玻璃表面成膜外，实验选择新型聚酰亚胺薄膜为基体，在聚酰亚胺薄膜上原位聚合沉积聚苯胺薄膜，制备功能互补的聚酰亚胺／聚苯胺复合膜。实验发现，由于聚酰亚胺的表面官能团、极性及憎水性与聚苯胺相似，因此苯胺阳离子自由基易在其表面吸附，且对苯胺聚合存在明显的催化作用，使分散聚合的诱导期缩短，反应速度加快，薄膜的生长速度加快，得到表观质量良好的复合薄膜。薄膜厚度在29～123nm之间，电导率最大达到7.502×10~(-3)S·cm~(-1)。本工作另一特色是对玻璃表面聚苯胺成膜的机理进行了较为深入的研究。结果表明，苯胺单体吸附到玻璃表面的直接驱动力有二，一是玻璃表面的浸润作用，二是苯胺阳离子自由基本身的吸附活性，在疏水效应和范德华力共同作用下，苯胺阳离子自由基吸附到玻璃表面，成为链增长的活性中心。通过对PANI薄膜生长过程的跟踪研究和实验表征，清楚表明薄膜的生长经历了吸附成核、快速生长、生长饱和叁个明显的阶段，据此提出了PANI原位聚合沉积成膜的模型。
佚名[5]2004年在《纳米化学》文中研究指明02-I-1 纳米、亚微米空心结构的构筑徐正南京大学,配位化学国家重点实验室,南京,210093,email:zhengxu@netra.nju.edu.cn 从纳米到亚微米尺度的空心球在光子晶体、催化剂、涂料、填充料、和光敏性元件的保护,以及在药物、化妆品、墨水、和染料的缓释等方面具有广泛的应用,因而成为非常活跃的研究领域。本文报道了用软模板方法和自组装方法合成了一系列金属,金属氧化物,硫化物和碳等空心球,研究了它们的微结构和物理化学性能。
周鼎[6]2016年在《氧化钨基电致变色材料可控制备及其性能改善》文中认为电致变色材料因其高效可逆、持久的光学属性调变能力而受到广泛关注。控制合成变色速度快、循环寿命长的电致变色材料对发展新一代的高性能电致变色器件具有重要意义。本文以WO3电致变色薄膜为核心研究对象,通过核壳复合阵列化设计和原子掺杂等研究策略对其进行改性研究,从而提高WO3薄膜的电致变色性能。采用水热和电沉积方法,设计制备了晶态/非晶态WO3核壳纳米线和Mo掺杂WO3纳米线薄膜,并系统研究了其电致变色以及光学电化学储能联动性能。通过多孔阵列化和结晶程度控制策略,利用水热和电沉积结合法,控制合成了晶态/非晶态WO3核壳纳米线薄膜(c-WO3@a-W03)。其中复合结构核心为水热形成的晶态WO3纳米线,外壳为电沉积的非晶态WO3纳米薄层。相比于纯的非晶态WO3薄膜和WO3纳米线,优化的c-WO3@a-WO3核壳纳米线薄膜具有更宽的光学动态调制范围(750 nm处调节率为70.3%、2000 nm处为42.0%、10 μm处为51.4%)、更快的电致变色速度(3.5/4.8s)、更高的着色效率(43.2cm2C-1)和更优异的循环稳定性(经3000次循环后保持率达68.5%)。研究表明非晶外壳能强化离子迁移率和薄膜结构强度,提高变色速度、着色效率和长周期循环性能。通过同主族元素掺杂策略,利用水热反应法制备了Mo掺杂的WO3纳米线薄膜。均匀少量的Mo掺杂能降低WO3薄膜的结晶性,但不会影响WO3纳米线的形态。相对于未掺杂的WO3薄膜,优化的Mo掺杂(2 at.Wt.%)的WO3纳米线薄膜表现出更为优异的电致变色性能,如更快的着褪色速度(3.2/2.6 s),更高的着色效率(123.5 cm 2 C-1)和更宽的光学动态调制能力(750 nm处56.7%、1600 nm处83.0%、10μm处48.5%)。Mo掺杂能增加WO3薄膜内离子(H+)的扩散系数,提高电致变色性能。此外,光学和电化学储能的联动实验表明Mo掺杂的WO3纳米线兼具储能和变色功能,其储能行为可实时被色彩变化监控和指示。这种多功能光电极材料的设计思路将为今后新型多功能变色储能器件的发展提供借鉴和研究基础。
罗伟[7]2007年在《钛基电致变色薄膜的溶胶—凝胶法制备及其性能研究》文中研究说明电致变色材料是一类很有应用前景的功能材料。近年来，学界和产业界均对电致变色器件各种可能的应用进行了大量的研究开发，如抗眩光后视镜、信息显示器和“智能窗”等。电致变色材料能够调节物体的热辐射能力，也能用于人造卫星的温控和军事伪装上。有许多可供选择的WO_3类过渡金属电致变色材料，由于WO_3具有的高着色效率、快的响应时间和长寿命，吸引了研究人员强烈的兴趣。MoO_3的着色效率则相对较低，但由于其吸收峰位置与人眼敏感区接近，使得这一材料在应用研究方面具有格外的吸引力。钼钨混合氧化物薄膜则表现出较宽的光谱吸收宽度。这可能源自这种双组分材料中，大量缺陷的存在。通过调节两种组分的比例，可方便地调节光谱吸收，进而调和色彩。更高的着色效率亦是期待的，因为两种金属不同价态的存在(W~(6+)，W(5~+)，W~(4+)，Mo~(6+)，Mo~(5+)，Mo~(4+))，使得电子可以跃迁的位点增加。电致变色器件的商业应用主要受其成本和寿命的影响，使用的材料和采用的工艺扮演了至关重要的角色。自从1969年Deb发现WO_3电致变色现象以来，各种不同的技术已被用于制备电致变色薄膜，例如，溅射、蒸发沉积、电沉积和溶胶—凝胶。然而，最近几年，化学法有替代物理法的趋势，因为后者需要更多的资金投入。新近发展的溶胶-凝胶法(Sol-Gel)工艺简单、组分易控、成膜均匀、成本低廉，适用于制备大面积的电致变色薄膜。这一路线相对较低的技术条件要求和工艺成本使得许多研究者乐于采用这一技术。本文加入双氧水和草酸控制钛酸丁酯水解，制得稳定的TiO_2醇溶胶，进而制备出高质量的对电极薄膜。试验表明，制得的TiO_2醇溶胶在室温可以稳定存放1年以上。双氧水和草酸的引入不仅可以改善TiO_2醇溶胶的稳定性，还能控制形成的薄膜的晶粒大小和微观结构。在ITO／glass上以180℃真空热处理2h后的TiO_2薄膜具有良好的光电性能。作为电致变色材料，经常采用掺杂的办法改善WO_3薄膜性质。本文以价廉易得的试剂Na_2MoO_4·2H_2O和Na_2WO_4·2H_2O作为起始原料，经离子交换，加入过氧化氢和醋酸，制得乙酰化过氧钼钨酸固体，用乙醇溶解，再加入草酸制得相应的醇溶胶体系。往上述溶胶中加入TiO_2醇溶胶即可获得制备钼钛掺杂WO_3电致变色薄膜的醇溶胶。双氧水和草酸的引入不仅增加了经掺杂的钨酸醇溶胶的稳定性，还提高了掺杂的WO_3电致变色薄膜的质量。尤其是草酸的加入能控制掺杂的WO_3电致变色薄膜的微观结构。在ITO／glass上以180℃真空热处理2h后，掺杂的WO_3薄膜具有良好的光电性能。采用含有最佳组分比例的溶胶制作的电致变色薄膜拥有优异的电化学和物理性能，非常适合用于电致变色器件。本文中我们研究了溶胶组分对其稳定性和成膜性能的影响，以及薄膜的电学、光学和电致变色性质，给出了详细的红外、可见光谱、XRD、SEM和电致变色性质分析。
参考文献：
[1]. 导电聚合物的合成及其红外反射性能在节能材料中的应用[D]. 苑同锁. 四川大学. 2002
[2]. 聚吡咯及其复合物红外辐射及微波反射性能研究[D]. 高琦. 北京交通大学. 2014
[3]. 聚苯胺、聚吡咯及其复合物的红外辐射及微波性能研究[D]. 周亦康. 北京交通大学. 2017
[4]. 高质量透明导电聚苯胺薄膜的制备及原位聚合沉积机理探讨[D]. 魏琦. 青岛科技大学. 2007
[5]. 纳米化学[C]. 佚名. 中国化学会第二十四届学术年会论文摘要集. 2004
[6]. 氧化钨基电致变色材料可控制备及其性能改善[D]. 周鼎. 浙江大学. 2016
[7]. 钛基电致变色薄膜的溶胶—凝胶法制备及其性能研究[D]. 罗伟. 西南大学. 2007
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