高电导率聚（3,4-乙撑二氧噻吩）/木质素磺酸复合物的制备与结构表征
发布时间：2020-12-11 18:35
制浆造纸的副产品木质素磺酸盐（LS）是一种两亲性聚合物,具有很好的吸附与分散性能,被广泛应用于工业领域。LS作为聚阴离子,可以与聚阳离子形成聚电解质复合物。聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）由于具有电导率高、氧化态稳定性强、薄膜透光性好等优势而受到广泛关注。利用LS分散和掺杂PEDOT,不仅可以解决PEDOT难以溶熔的加工难题,还可以拓展木质素的应用领域。但是目前制备的PEDOT/LS分散液电导率偏低,限制了其应用范围。本文采用Pickering乳液聚合法和乙二醇处理法提高了PEDOT/LS分散液的电导率,扩大了其应用范围。主要研究方法和成果如下:首先以LS为分散剂和掺杂剂,以过硫酸铵为氧化剂,采用传统乳液聚合法制备了PEDOT/LS纳米颗粒;然后将该纳米颗粒作为固体稳定剂制备了Pickering乳液,通过Pickering乳液聚合法制备了新的导电复合物（PEDOT/LS-PEP）,使电导率提高了两个数量级。对PEDOT/LS和PEDOT/LS-PEP复合物进行结构表征,显示:聚合后,PEDOT/LS-PEP核内PEDOT总含量增大,载流子相应增多,核内的PEDOT链相互缠绕形成...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
1.1 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）概述
1.1.1 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的结构与性能
1.1.2 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的制备方法
1.1.3 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的掺杂机理
1.1.4 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的电导率提高方法
1.1.5 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的应用
1.2 木质素概述
1.2.1 木质素的来源与结构
1.2.2 木质素用作导电聚合物分散剂的研究进展
1.3 Pickering乳液聚合
1.3.1 Pickering乳液及其稳定机理
1.3.2 Pickering乳液聚合的研究与应用进展
1.4 本论文的研究意义和内容
1.4.1 本论文的研究背景和意义
1.4.2 本论文的研究内容
1.4.3 本论文的创新点
第二章 实验技术与测试方法
2.1 实验原料与仪器
2.1.1 主要实验原料与试剂
2.1.2 主要实验仪器
2.2 木质素磺酸的分离与提纯
2.3 PEDOT/LS的制备
2.3.1 PEDOT/LS纳米颗粒的传统乳液聚合法
2.3.2 PEDOT/LS复合物的Pickering乳液聚合法
2.3.3 PEDOT/LS薄膜的制备
2.4 抗静电涂层的制备
2.5 PEDOT/LS的结构与性能表征
2.5.1 乳液形态测定
2.5.2 紫外-可见光谱测定
2.5.3 傅里叶红外光谱测定
2.5.4 分散液粒径测定
2.5.5 X-射线衍射测定
2.5.6 X-射线光电子能谱测定
2.5.7 拉曼光谱测定
2.5.8 原子力显微镜测定
2.5.9 表面接触角测定
2.5.10 电导率测定
2.5.11 表面电阻测定
第三章 利用Pickering乳液聚合法提高PEDOT/LS复合物的电导率
3.1 引言
3.2 PEDOT/LS-PEP复合物的制备及结构表征
3.2.1 光学显微镜图片分析
3.2.2 分散液粒径分析
3.2.3 紫外-可见光谱分析
3.2.4 红外光谱分析
3.3 PEDOT/LS-PEP复合物的导电和抗静电性能表征
3.3.1 电导率分析
3.3.2 抗静电涂层的性能分析
3.4 Pickering乳液聚合及电导率提高机理分析
3.5 Pickering乳液聚合工艺优化
3.5.1 PEDOT/LS用量对PEDOT/LS-PEP复合物电导率和平均粒径的影响
3.5.2 氧化剂用量对PEDOT/LS-PEP复合物电导率和平均粒径的影响
3.5.3 固含量对PEDOT/LS-PEP复合物电导率和平均粒径的影响
3.6 本章小结
第四章 利用乙二醇提高PEDOT/LS复合物的电导率
4.1 引言
4.2 乙二醇对PEDOT/LS薄膜电导率的影响
4.2.1 乙二醇的添加量对PEDOT/LS薄膜电导率的影响
4.2.2 乙二醇的不同处理方式对PEDOT/LS薄膜电导率的影响
4.3 乙二醇对PEDOT/LS结构的影响
4.3.1 PEDOT/LS的X-射线光电子能谱分析
4.3.2 PEDOT/LS的拉曼光谱分析
4.3.3 PEDOT/LS的X-射线衍射分析
4.3.4 PEDOT/LS的表面形貌分析
4.3.5 PEDOT/LS的薄膜表面接触角分析
4.4 利用乙二醇提高PEDOT/LS电导率的机理分析
4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚（3,4-乙撑二氧噻吩）/木质素磺酸导电复合物的结构与性能[J]. 邓永红,黎卓熹,邱学青,赵大成. 高分子学报. 2015(05)
[2]二次加工制备高电导率PEDOT:PSS的途径和方法[J]. 杨春和,唐爱伟,滕枫. 液晶与显示. 2013(03)
[3]木质素的结构研究与应用[J]. 路瑶,魏贤勇,宗志敏,陆永超,赵炜,曹景沛. 化学进展. 2013(05)
[4]聚苯胺-木质素纳米复合物的制备及对银离子的吸附还原性能[J]. 何丽红,林婷婷,凌艺辉,吴焕杰,吕秋丰. 高分子学报. 2013(03)
[5]陶瓷浆料用木质素系分散剂的性能及配伍研究[J]. 郭素芳,庞煜霞,邓永红,邱学青. 精细化工. 2011(06)
[6]颗粒乳化剂的研究及应用[J]. 易成林,杨逸群,江金强,刘晓亚,江明. 化学进展. 2011(01)
[7]Pickering乳状液的研究进展[J]. 杨飞,王君,蓝强,孙德军,李传宪. 化学进展. 2009(Z2)
[8]不同溶剂中导电聚合物PEDOT的化学氧化聚合及光谱研究[J]. 汪斌华,邓永红,戈钧,周啸,王晓工,杨邦朝. 功能材料. 2005(10)
[9]聚（3,4-二氧乙基噻吩）在有机光电子领域的应用进展[J]. 徐景坤,蒲守智,申亮,肖强. 化学研究. 2005(01)
[10]乙撑二氧噻吩在非水体系中的电化学聚合及其性质[J]. 侯士峰,方惠群,陈洪渊. 济宁医学院学报. 1997(01)
博士论文
[1]导电聚（3，4-乙烯二氧噻吩）复合物的合成及基于有机表面的图案化[D]. 梁杰.北京化工大学 2010
硕士论文
[1]聚（3，4-乙撑二氧噻吩）复合材料的制备、表征和性能研究[D]. 何路.东华大学 2014
[2]聚3，4-乙撑二氧噻吩（PEDOT）的乳液聚合及其性能研究[D]. 江杰清.天津大学 2012
[3]聚3，4-乙撑二氧噻吩（PEDOT）的制备及电化学性能的研究[D]. 郭亚芳.天津大学 2010
本文编号：2911027
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要符号表
第一章 绪论
1.1 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）概述
1.1.1 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的结构与性能
1.1.2 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的制备方法
1.1.3 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的掺杂机理
1.1.4 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的电导率提高方法
1.1.5 聚（3,4-乙撑二氧噻吩）的应用
1.2 木质素概述
1.2.1 木质素的来源与结构
1.2.2 木质素用作导电聚合物分散剂的研究进展
1.3 Pickering乳液聚合
1.3.1 Pickering乳液及其稳定机理
1.3.2 Pickering乳液聚合的研究与应用进展
1.4 本论文的研究意义和内容
1.4.1 本论文的研究背景和意义
1.4.2 本论文的研究内容
1.4.3 本论文的创新点
第二章 实验技术与测试方法
2.1 实验原料与仪器
2.1.1 主要实验原料与试剂
2.1.2 主要实验仪器
2.2 木质素磺酸的分离与提纯
2.3 PEDOT/LS的制备
2.3.1 PEDOT/LS纳米颗粒的传统乳液聚合法
2.3.2 PEDOT/LS复合物的Pickering乳液聚合法
2.3.3 PEDOT/LS薄膜的制备
2.4 抗静电涂层的制备
2.5 PEDOT/LS的结构与性能表征
2.5.1 乳液形态测定
2.5.2 紫外-可见光谱测定
2.5.3 傅里叶红外光谱测定
2.5.4 分散液粒径测定
2.5.5 X-射线衍射测定
2.5.6 X-射线光电子能谱测定
2.5.7 拉曼光谱测定
2.5.8 原子力显微镜测定
2.5.9 表面接触角测定
2.5.10 电导率测定
2.5.11 表面电阻测定
第三章 利用Pickering乳液聚合法提高PEDOT/LS复合物的电导率
3.1 引言
3.2 PEDOT/LS-PEP复合物的制备及结构表征
3.2.1 光学显微镜图片分析
3.2.2 分散液粒径分析
3.2.3 紫外-可见光谱分析
3.2.4 红外光谱分析
3.3 PEDOT/LS-PEP复合物的导电和抗静电性能表征
3.3.1 电导率分析
3.3.2 抗静电涂层的性能分析
3.4 Pickering乳液聚合及电导率提高机理分析
3.5 Pickering乳液聚合工艺优化
3.5.1 PEDOT/LS用量对PEDOT/LS-PEP复合物电导率和平均粒径的影响
3.5.2 氧化剂用量对PEDOT/LS-PEP复合物电导率和平均粒径的影响
3.5.3 固含量对PEDOT/LS-PEP复合物电导率和平均粒径的影响
3.6 本章小结
第四章 利用乙二醇提高PEDOT/LS复合物的电导率
4.1 引言
4.2 乙二醇对PEDOT/LS薄膜电导率的影响
4.2.1 乙二醇的添加量对PEDOT/LS薄膜电导率的影响
4.2.2 乙二醇的不同处理方式对PEDOT/LS薄膜电导率的影响
4.3 乙二醇对PEDOT/LS结构的影响
4.3.1 PEDOT/LS的X-射线光电子能谱分析
4.3.2 PEDOT/LS的拉曼光谱分析
4.3.3 PEDOT/LS的X-射线衍射分析
4.3.4 PEDOT/LS的表面形貌分析
4.3.5 PEDOT/LS的薄膜表面接触角分析
4.4 利用乙二醇提高PEDOT/LS电导率的机理分析
4.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚（3,4-乙撑二氧噻吩）/木质素磺酸导电复合物的结构与性能[J]. 邓永红,黎卓熹,邱学青,赵大成. 高分子学报. 2015(05)
[2]二次加工制备高电导率PEDOT:PSS的途径和方法[J]. 杨春和,唐爱伟,滕枫. 液晶与显示. 2013(03)
[3]木质素的结构研究与应用[J]. 路瑶,魏贤勇,宗志敏,陆永超,赵炜,曹景沛. 化学进展. 2013(05)
[4]聚苯胺-木质素纳米复合物的制备及对银离子的吸附还原性能[J]. 何丽红,林婷婷,凌艺辉,吴焕杰,吕秋丰. 高分子学报. 2013(03)
[5]陶瓷浆料用木质素系分散剂的性能及配伍研究[J]. 郭素芳,庞煜霞,邓永红,邱学青. 精细化工. 2011(06)
[6]颗粒乳化剂的研究及应用[J]. 易成林,杨逸群,江金强,刘晓亚,江明. 化学进展. 2011(01)
[7]Pickering乳状液的研究进展[J]. 杨飞,王君,蓝强,孙德军,李传宪. 化学进展. 2009(Z2)
[8]不同溶剂中导电聚合物PEDOT的化学氧化聚合及光谱研究[J]. 汪斌华,邓永红,戈钧,周啸,王晓工,杨邦朝. 功能材料. 2005(10)
[9]聚（3,4-二氧乙基噻吩）在有机光电子领域的应用进展[J]. 徐景坤,蒲守智,申亮,肖强. 化学研究. 2005(01)
[10]乙撑二氧噻吩在非水体系中的电化学聚合及其性质[J]. 侯士峰,方惠群,陈洪渊. 济宁医学院学报. 1997(01)
博士论文
[1]导电聚（3，4-乙烯二氧噻吩）复合物的合成及基于有机表面的图案化[D]. 梁杰.北京化工大学 2010
硕士论文
[1]聚（3，4-乙撑二氧噻吩）复合材料的制备、表征和性能研究[D]. 何路.东华大学 2014
[2]聚3，4-乙撑二氧噻吩（PEDOT）的乳液聚合及其性能研究[D]. 江杰清.天津大学 2012
[3]聚3，4-乙撑二氧噻吩（PEDOT）的制备及电化学性能的研究[D]. 郭亚芳.天津大学 2010
本文编号：2911027
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