聚酰亚胺表面复合硫化镉薄膜的制备与性能研究

发布时间：2017-07-02 21:05

  本文关键词：聚酰亚胺表面复合硫化镉薄膜的制备与性能研究

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【摘要】：聚酰亚胺/硫化镉(PI/CdS)复合薄膜同时具备了硫化镉荧光性能和保持了聚酰亚胺质量轻,折叠性优异,一定的力学性能,将在光致发光、光电转换、光催化等方面具有广阔的应用前景。本文采用商品聚酰亚胺薄膜改性、离子交换和“固-液”界面反应制备了具有良好荧光性能的PI/CdS复合薄膜。该方法以聚酰亚胺在KOH溶液中水解,使表面的聚酰亚胺开环形成含有K+离子的聚酰胺酸盐。在镉离子溶液中以离子交换形式得到含有镉离子的聚酰胺酸盐,进而在硫离子的盐溶液中以“固-液”界面反应制得PI/CdS复合薄膜,进而在不同的温度和气氛下进行热处理得到具有荧光性能的PI/CdS复合薄膜。通过对水解时间、盐溶液浓度、时间和加热处理温度对PI/CdS复合薄膜的结构和性能进行了控制。该制备过程成本低廉、操作简易、污染甚微,便于进行规模化制备生产。将表面负载有镉离子的聚酰亚胺薄膜浸入到含有硫化钠的水溶液中时,聚酰亚胺表面的镉离子与硫离子在水相环境下接触生成硫化镉沉淀：同时溶胀在聚酰亚胺表面聚酰胺酸盐间隙中的镉离子,在水相中的硫离子吸引作用下迁移到聚酰亚胺表面,与硫离子形成硫化镉沉淀。此外,我们还制备了聚酰亚胺和锌锡氧化物的复合薄膜。尽管它的性能不是特别好,但是从这里看到并不是所有的半导体都适合在聚酰亚胺薄膜上。如果我们希望得到在聚酰亚胺薄膜上良好的性能,第一步过程需要有离子键的作用。不同条件下制备得到的硫化镉具有片状、立方体、球形形貌。
【关键词】：聚酰亚胺/硫化镉复合薄膜 荧光性 片状 立方体 球形 聚酰亚胺/锌锡氧化物复合薄膜
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-14
• 第一章 绪论14-26
• 1.1 聚酰亚胺14-16
• 1.1.1 聚酰亚胺的性能与应用14
• 1.1.2 聚酰亚胺的合成14-16
• 1.1.3 聚酰亚胺复合薄膜16
• 1.2 硫化镉16-21
• 1.2.1 基本性质16-17
• 1.2.2 量子点17-19
• 1.2.3 硫化镉的制备方法19-21
• 1.3 荧光21-24
• 1.3.1 荧光原理21-22
• 1.3.2 有机分子荧光22-24
• 1.4 选题思路、研究意义及创新点24-26
• 第二章 “固-液”界面反应制备PI/CdS复合薄膜26-32
• 2.1 实验原料26
• 2.2 实验步骤26-27
• 2.2.1 离子交换前准备工作26
• 2.2.2 离子交换、沉淀及热处理过程26-27
• 2.3 实验原理27-28
• 2.4 实验设备28
• 2.5 实验表征方法和性能测试28-32
• 2.5.1 复合薄膜晶型分析(XRD)28-29
• 2.5.2 复合薄膜表面晶型形貌观察(SEM)29
• 2.5.3 复合薄膜的力学性能测试29
• 2.5.4 复合薄膜表面的吸收光谱分析(UV-Vis)29
• 2.5.5 复合薄膜表面的荧光性能测试(FL)29
• 2.5.6 PI薄膜与CdS粘结性测试29-32
• 第三章 复合薄膜结构表征32-46
• 3.1 复合薄膜的XRD表征32-38
• 3.1.1 PI与复合薄膜XRD表征32-35
• 3.1.2 不同交换时间的影响35-36
• 3.1.3 室温下不同交换浓度的影响36-37
• 3.1.4 300℃下不同交换浓度的影响(XRD)37-38
• 3.2 复合薄膜的SEM表征38-43
• 3.2.1 不同温度对复合薄膜的影响38-40
• 3.2.2 不同交换浓度的影响40-42
• 3.2.3 300℃下不同交换浓度的影响42-43
• 3.3 复合薄膜的拉伸性能表征43-44
• 3.4 复合薄膜的UV-Vis表征44
• 3.5 复合薄膜的粘结性表征44-46
• 第四章 荧光性能测试46-50
• 4.1 复合薄膜的紫外照射46
• 4.2 复合薄膜的FL测试46-48
• 4.3 复合薄膜的荧光寿命48-50
• 第五章 基于离子交换反应制备聚酰亚胺/锌锡氧化物复合薄膜的探索和研究50-62
• 5.1 仪器与方法50
• 5.1.1 主要实验试剂50
• 5.1.2 实验设备50
• 5.2 聚酰亚胺/锌锡氧化物复合薄膜制备步骤50-54
• 5.3 聚酰亚胺/锌锡氧化物结果分析54-62
• 第六章 结论62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-70
• 研究成果及发表的学术论文70-72
• 作者和导师简介72-73
• 附件73-74

【参考文献】

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本文编号：511225