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相似文献
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1.
聚噻吩/多壁碳纳米管复合材料结构与导电机理的研究   总被引:3,自引:0,他引:3  
从结构和相互作用方面对聚噻吩(PTh)/多壁碳纳米管(MWNTs)复合材料进行了研究, 结果表明: 一方面聚噻吩本身的结构对其导电性能有一定的影响, 另一方面MWNTs作为一种掺杂剂, 和聚噻吩之间存在强的相互作用, 电子从MWNTs转移到聚噻吩. MWNTs和它周围被掺杂的聚噻吩通过π-π共轭作用形成相对独立的导电单元, 在复合材料的导电体系中起到主要作用, 随着这种导电单元数量的增加直至相互接触, 形成大的导电体系, 复合材料的电导率达到最大值.  相似文献   

2.
聚3-辛基噻吩/MWNTs复合材料的导电性能研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
采用在氯仿溶液中超声共混, 制备聚3-辛基噻吩(P3OT)和多壁碳纳米管(MWNTs)复合材料. 当MWNTs掺杂量为3%时复合材料的电导率为1.43 S•m-1, 达到纯MWNTs的电导率水平. 用FTIR光谱, TG, UV-Vis光谱, XPS和FESEM进行研究分析, 认为MWNTs的离域电子与P3OT主链上的π电子之间形成π-π共轭, 增加了P3OT主链的有效共轭度, 被掺杂的P3OT具有很高的电导率, 提高了复合材料的导电性能. MWNTs与被掺杂的P3OT组成相对独立的导体单元, 对复合材料的导电网络形成起着主要作用.  相似文献   

3.
多壁碳纳米管/溴/聚苯乙炔三元复合材料导电性能的研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
通过机械共混和溶液共混制备了多壁碳纳米管(MWNTs)/溴/聚苯乙炔(PPA)三元复合材料, 复合材料表现出良好的导电性能, 电导率为10 S/m, 达到掺溴MWNTs的导电水平. 通过固体紫外光谱、XPS和SEM分析了复合材料中MWNTs、溴与PPA三者之间的相互作用, 研究了独立导电单元的形成, 以及导电单元对电导率提高所起的作用. 结果表明, 当MWNTs含量较低时, MWNTs和PPA之间的溴转移导致复合材料电导率降低; MWNTs含量较高时, 独立导电单元的数目增多, 复合材料的电导率随之大幅提高.  相似文献   

4.
通过机械共混和溶液共混制备了多壁碳纳米管(MWNTs)/溴/聚苯乙炔(PPA)三元复合材料,复合材料表现出良好的导电性能,电导率为10S/m,达到掺溴MWNTs的导电水平.通过固体紫外光谱、XPS和SEM分析了复合材料中MWNTs、溴与PPA三者之间的相互作用,研究了独立导电单元的形成,以及导电单元对电导率提高所起的作用.结果表明,当MWNTs含量较低时,MWNTs和PPA之间的溴转移导致复合材料电导率降低;MWNTs含量较高时,独立导电单元的数目增多,复合材料的电导率随之大幅提高.  相似文献   

5.
0引言导电聚合物/无机物纳米复合材料具有纳米材料和导电聚合物的共同特性,因此在电催化、二次充电电池材料、超级电容器材料等方面具有良好的应用前景[1]。聚噻吩(PTh)以及取代聚噻吩是导电聚合物领域中较早发现的具有环境稳定性和可加工性的材料之一。近年来,有关聚噻吩/无机物纳米复合材料的制备及其光电性能的研究倍受关注,Gebeyehu等[2]用PTh敏化纳米晶TiO2光伏电池,发现其光伏效率明显优于固态光伏电池;Jayant等[3]研究了PTh中的羧基基团的影响以及在纳米晶TiO2  相似文献   

6.
朱明晶  彭娟  唐萍  邱枫 《化学学报》2018,76(6):453-459
单壁碳纳米管(SWNTs)的分散性是影响其走向大规模应用的一个重要因素.尤其为满足未来绿色化学的要求,制备环保、稳定、均匀分散的单壁碳纳米管水溶液尤为重要.基于此,我们利用一种水溶性的共轭聚电解质聚(3-甲基咪唑盐己基噻吩)(P3MHT),来分散单壁碳纳米管.通过紫外-可见光谱仪、荧光光谱仪、透射电子显微镜、纳米粒度-Zeta电位分析仪、热重分析仪等仪器对制备的聚噻吩/碳纳米管复合物进行表征,结果表明聚噻吩主链与碳纳米管通过π-π相互作用形成电荷转移复合物,聚噻吩侧链上的离子基团则赋予复合物良好的水溶性,从而均匀分散碳纳米管.与常用于分散碳纳米管的小分子表面活性剂十二烷基硫酸钠相比,相同质量的P3MHT可明显提高碳纳米管在水相中的溶度和均匀分散性.该复合物溶液具有非常高的稳定性,在静置6个月后复合物分散性基本保持不变.  相似文献   

7.
氯掺杂提高多壁碳纳米管的电导率   总被引:1,自引:0,他引:1  
高建生  徐学诚 《化学学报》2011,69(12):1403-1407
通过氯气吸附, 制备了掺氯多壁碳纳米管(Cl2-MWNTs)复合材料, 在低温、高温和紫外光照射条件下掺氯, 紫外光照射下掺氯制备的复合材料电导率最高, 和未掺氯MWNTs相比, 电导率提高到原来的5倍以上. 用热重、红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱、拉曼光谱和X光电子能谱分析研究掺氯碳纳米管中氯和MWNTs间的相互作用, 结果表明: 掺氯后MWNTs中π电子向氯转移, 氯与MWNTs形成共轭体系, π电子的离域性增强, 提高了复合材料的电导率.  相似文献   

8.
导电聚合物是由一些具有共轭π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的导电率可从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。其中噻吩及其衍生物具有导电率高、环境稳定性好、成膜性好、禁带宽度小等特点,是用做光伏电池的理想材料。相继报道的有聚3-甲噻吩[1]、聚3-己基噻吩[2],聚(3-十一烷基-2,2’-并噻吩)[3]等。对于聚噻吩的光电化学性质的研究,在国际上很少见报道,国内尚未见报道,本文对聚噻吩(PTh)的光电化学性质进行了研究。1实验部分1.1仪器与试剂光电化学实验采用带石英窗口的三电极电解池,工作电极为ITO/PTh膜电极,参比电极为饱和…  相似文献   

9.
本文简要回顾了本人在中科院化学所30年的研究历程,重点介绍了在共轭高分子(包括导电聚吡咯电化学、聚合物发光电化学池(LEC)和共轭聚合物给体光伏材料)方面的研究成果。在导电聚吡咯电化学方面,对导电聚吡咯的电化学制备和电化学性质进行了深入研究,阐明了各种电化学聚合条件对制备的导电聚吡咯电导和力学强度等的影响,发现电解液溶剂给电子性(Donor number)对吡咯电化学聚合制备的导电聚吡咯电导的影响:溶剂Donor number越小制备的导电聚吡咯电导越高;使用非离子表面活性剂添加剂在水溶液中制备出表面非常光滑和高力学强度的导电聚吡咯薄膜;对于吡咯电化学聚合提出了电解液阴离子参与的阳离子自由基聚合机理,并推到出吡咯电化学聚合反应的动力学方程;发现在NaNO3水溶液中电化学聚合制备的导电聚吡咯除存在主链氧化、对阴离子掺杂结构外,还存在质子酸掺杂结构;阐明了导电聚吡咯在水溶液中电化学还原和再氧化的机理及其电化学过程的可逆性和稳定性,以及导电聚吡咯在有机电解液中特殊的第一次还原和再氧化的机理。在LEC方面,通过交流阻抗法确认了LEC的电化学掺杂机理和p-i-n结构,合成了多种适用于LEC的主链带离子导电单元的兼具离子导电性的发光嵌段共聚物,避免了LEC活性层中存在的发光聚合物和离子导电聚合物的分相问题;使用离子液体作为电解质制备了室温准冷冻p-i-n结LEC,改善了LEC的电致发光性能。在共轭聚合物给体光伏材料方面,我们提出了通过共轭侧链来拓宽聚合物吸收和提高空穴迁移率的分子设计思想,设计和合成了一系列带共轭侧链的二维共轭聚噻吩衍生物以及基于二噻吩取代苯并二噻吩的窄带隙高效二维共轭聚合物给体光伏材料。我们使用烷硫基取代进一步降低了这类二维共轭聚合物的HOMO能级从而进一步提高了其光伏性能。最后介绍了本组二维共轭聚合物给体光伏材料在非富勒烯聚合物太阳能电池方面的最新研究进展。  相似文献   

10.
π-共轭三苯基苯衍生物的合成及其胶凝性能   总被引:1,自引:0,他引:1  
合成了一系列三单脂肪链具有盘状结构的三苯基苯衍生物并研究了其在有机溶剂中自组装行为. 结果表明, 该系列衍生物在多种低极性有机溶剂中可以形成稳定的凝胶, 利用小角X射线衍射实验和扫描电子显微镜技术观察到干凝胶的分子排列具有层状结构, 形成纤维状和片层状聚集, 紫外-可见吸收光谱和红外光谱结果表明分子间氢键和π-π共轭堆积效应是形成自组装凝胶的主要驱动力. 在形成凝胶过程中, 凝胶剂分子在溶液中通过盘状中心的π-π共轭堆积效应和酰胺键的分子间氢键作用自组装成层状结构, 层状结构进一步组装形成纤维状和片层状聚集体, 最终形成三维网状结构阻碍溶剂流动形成凝胶.  相似文献   

11.
石墨烯(Graphene,G)是由类似苯环结构组成的蜂窝状二维晶形结构,具有大的比表面积和共轭体系,是一种优良的吸附剂。但G化学稳定性极好,几乎不溶解;另外,层与层之间强大的π-π共轭作用,致使其易在水或有机溶剂中发生聚集,不利于其本身特性的展现。将G与其它材料复合,不仅可以改善G的分散性,而且可以赋予复合材料一些新的特性。该文综述了近年G复合材料的制备方法及其作为吸附剂在吸附环境污染物中的研究进展,对吸附机理进行了简述,并对G复合材料作为吸附剂的发展趋势进行了展望。  相似文献   

12.
The Hel photoelectron spectra of the three allyl amines show low ionization potential bands arising from nitrogen lone-pair n electrons and ethylenic π-bond electrons. Analysis of the spectra using MINDO/3 calculations and comparisons with ionization data of related molecules shows that π-π interactions are considerable, but n-π interactions are small. The π-π splitting in triallyl amine is consistent with a near-planar C3 symmetry structure for the gas phase molecule.  相似文献   

13.
采用不同的双取代聚乙炔与多壁碳纳米管复合,通过π-π相互作用和聚合物链缠绕实现了对碳纳米管的增溶.这种方法对碳纳米管的结构没有损害,而且包覆到碳纳米管表面的双取代聚乙炔也显示了自身的荧光发射特性.  相似文献   

14.
The Hel photoelectron spectra of trimethyl-orthoformate and triallyl-orthoformate show low ionization potential bands arising from oxygen lone-pair n electrons and ethylenic π-bond electrons. Analysis of the spectra assisted by the use of SPINDO calculations and a density-of-states analysis indicates that structural features of the two molecules can be identified with particular regions of each spectrum. Small n-n and π-π interactions are observed, but n-π interactions are probably negligible. A conformation of TGG is indicated for the trimethyl-orthoformate in disagreement with the conclusion of an infrared spectroscopic study.  相似文献   

15.
Resonance energy is one of the criteria to measure aromaticity. The effect of the use of different orbital models is investigated in the calculated resonance energies of cyclic conjugated hydrocarbons within the framework of the ab initio Valence Bond Self-Consistent Field (VBSCF) method. The VB wave function for each system was constructed using a linear combination of the VB structures (spin functions), which closely resemble the Kekulé valence structures, and two types of orbitals, that is, strictly atomic (local) and delocalized atomic (delocal) p-orbitals, were used to describe the π-system. It is found that the Pauling-Wheland's resonance energy with nonorthogonal structures decreases, while the same with orthogonalized structures and the total mean resonance energy (the sum of the weighted off-diagonal contributions in the Hamiltonian matrix of orthogonalized structures) increase when delocal orbitals are used as compared to local p-orbitals. Analysis of the interactions between the different structures of a system shows that the resonance in the 6π electrons conjugated circuits have the largest contributions to the resonance energy. The VBSCF calculations also show that the extra stability of phenanthrene, a kinked benzenoid, as compared to its linear counterpart, anthracene, is a consequence of the resonance in the π-system rather than the H-H interaction in the bay region as suggested previously. Finally, the empirical parameters for the resonance interactions between different 4n+2 or 4n π electrons conjugated circuits, used in Randi?'s conjugated circuits theory or Herdon's semi-emprical VB approach, are quantified. These parameters have to be scaled by the structure coefficients (weights) of the contributing structures.  相似文献   

16.
碳纳米管改性聚苯硫醚熔纺纤维的结构与性能研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
将多壁碳纳米管(MWCNTs)和聚苯硫醚(PPS)经过熔融挤出后制备成复合材料切片,并采用熔融纺丝法制得碳纳米管改性聚苯硫醚复合纤维.采用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱、示差扫描量热分析(DSC)、动态机械分析(DMA)以及力学性能测试等表征手段研究了复合纤维中碳管的分散状态,与基体的界面作用,复合纤维的结晶性能以及力学性能,从而探讨了聚苯硫醚/碳纳米管复合纤维体系的微观结构与宏观性能之间的关系.研究表明,聚苯硫醚分子结构与碳纳米管之间具有的π-π共轭作用使碳管较为均匀的分散在基体中,界面结合较为紧密.同时熔融纺丝过程中的拉伸作用使碳管进一步解缠并使碳管沿纤维拉伸方向取向.另一方面,拉曼光谱显示拉伸作用有效地增强了界面作用,有利于外界应力的传递.碳管的良好分散以及强的界面作用使复合纤维力学性能得到大幅度的提高,当碳管含量达到5 wt%时,复合纤维的模量有了明显的提高,拉伸强度较纯PPS纤维提高了近220%.  相似文献   

17.
The (gas-phase) MP2/6-31G*(0.25) π···π stacking interactions between the five natural bases and the aromatic amino acids calculated using (truncated) monomers composed of conjugated rings and/or (extended) monomers containing the biological backbone (either the protein backbone or deoxyribose sugar) were previously compared. Although preliminary energetic results indicated that the protein backbone strengthens, while the deoxyribose sugar either strengthens or weakens, the interaction calculated using truncated models, the reasons for these effects were unknown. The present work explains these observations by dissecting the interaction energy of the extended complexes into individual backbone···π and π···π components. Our calculations reveal that the total interaction energy of the extended complex can be predicted as a sum of the backbone···π and π···π components, which indicates that the biological backbone does not significantly affect the ring system through π-polarization. Instead, we find that the backbone can indirectly affect the magnitude of the π···π contribution by changing the relative ring orientations in extended dimers compared with truncated dimers. Furthermore, the strengths of the individual backbone···π contributions are determined to be significant (up to 18 kJ mol(-1)). Therefore, the origin of the energetic change upon model extension is found to result from a balance between an additional (attractive) backbone···π component and differences in the strength of the π···π interaction. In addition, to understand the effects of the biological backbone on the stacking interactions at DNA-protein interfaces in nature, we analyzed the stacking interactions found in select DNA-protein crystal structures, and verified that an additive approach can be used to examine the strength of these interactions in biological complexes. Interestingly, although the presence of attractive backbone···π contacts is qualitatively confirmed using the quantum theory of atoms in molecules (QTAIM), QTAIM electron density analysis is unable to quantitatively predict the additive relationship of these interactions. Most importantly, this work reveals that both the backbone···π and π···π components must be carefully considered to accurately determine the overall stability of DNA-protein assemblies.  相似文献   

18.
New biocompatible, pH-responsive, and fully fibrous hydrogels have been prepared based on amyloid fibrils hybridized and gelled by functionalized multiwalled carbon nanotubes (MWNTs) far below the gelling concentration of amyloid fibrils. Sulfonic functional groups were introduced on the surfaces of MWNTs either by a covalent diazonium reaction or by physical π-π interactions. The presence of the isoelectric point of amyloid fibrils allows a reversible gelling behavior through ionic interactions with functionalized MWNTs.  相似文献   

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