資源描述：
《導(dǎo)電聚合物及金屬有機(jī)框架復(fù)合材料的制備與表征》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、密級(jí)：公開(kāi)中圖分類(lèi)號(hào)：O632碩士學(xué)位論文導(dǎo)電聚合物及金屬有機(jī)框架復(fù)合材料的制備與表征研究生：王會(huì)鋒導(dǎo)師：田俐教授學(xué)科：化學(xué)研究方向：無(wú)機(jī)化學(xué)2018年5月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterPreparationandCharacterizationofConductivePolymersandMetal-OrganicFrameworksCompositesCandidate：WangHuifengSupervisorandRank：TianLi導(dǎo)電聚合物及金屬有機(jī)框架復(fù)合材料的制備與表征學(xué)位類(lèi)型學(xué)術(shù)
2、型學(xué)位作者姓名王會(huì)鋒作者學(xué)號(hào)15010601011學(xué)科（專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別)化學(xué)研究方向（專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域)無(wú)機(jī)化學(xué)導(dǎo)師姓名及職稱(chēng)田俐教授實(shí)踐導(dǎo)師姓名及職稱(chēng)所在學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院論文提交日期2018年5月學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)
3、校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖南科技大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日導(dǎo)師簽名：日期：年月日摘要常見(jiàn)的導(dǎo)電聚合物有聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩等導(dǎo)電高分子。導(dǎo)電聚合物自身存在長(zhǎng)鏈的共軛結(jié)構(gòu)，可以提供導(dǎo)電載流子，具有良好的電荷傳輸能力。經(jīng)過(guò)摻雜后的聚合物，導(dǎo)電率可以得到幾個(gè)數(shù)量級(jí)的提高，在超級(jí)電容器、傳感器、太陽(yáng)能電池和導(dǎo)電復(fù)合材
4、料等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。最近的研究表明，導(dǎo)電聚合物的存在狀態(tài)與其性能有著密切聯(lián)系，因此制備特定存在狀態(tài)的導(dǎo)電聚合物對(duì)其性能的提高有非常重要的意義。因電子傳輸而導(dǎo)電的金屬有機(jī)框架材料（MOFs）少之又少，因此可以利用MOFs的多孔性，在其納米孔道內(nèi)合成導(dǎo)電聚合物，來(lái)提高其導(dǎo)電性。本文以MOFs為模板，采用化學(xué)氧化法，在其高度有序的納米孔道內(nèi)合成了導(dǎo)電聚吡咯和聚噻吩類(lèi)聚合物，并對(duì)制備的導(dǎo)電聚合物及MOFs復(fù)合材料進(jìn)行了一系列表征和性能探究。首先，通過(guò)化學(xué)氧化法，分別在Cu-BTC的三維孔道和In-BDC的一維孔道內(nèi)合成了聚吡咯（PPy）鏈，
5、成功制備了PPy@Cu-BTC復(fù)合材料和PPy@In-BDC復(fù)合材料。-5結(jié)果表明：制得的PPy@Cu-BTC復(fù)合材料，經(jīng)線性?huà)呙铚y(cè)試并計(jì)算，其電導(dǎo)率為9.8×10-12S/cm。相比于Cu-BTC模板（約為10S/cm）和溶液中合成的塊狀聚吡咯（BulkPPy）-8的電導(dǎo)率（約為10S/cm），PPy@Cu-BTC復(fù)合材料的電導(dǎo)率至少提高了四個(gè)數(shù)量級(jí)。同樣，在In-BDC一維孔道內(nèi)合成了PPy，制得了PPy@In-BDC復(fù)合材料，其電導(dǎo)率達(dá)-57.2×10S/cm，明顯高于In-BDC模板和塊狀聚吡咯的導(dǎo)電性。由此可見(jiàn)，無(wú)論是在MOF的一
6、維孔道還是三維孔道內(nèi)，通過(guò)電子轉(zhuǎn)移或者與孔壁的π電子相互作用可將聚吡咯長(zhǎng)鏈封裝在MOF納米孔道內(nèi)。在外界電場(chǎng)的作用下，電子沿著納米孔道內(nèi)的聚吡咯長(zhǎng)鏈傳遞，這就使得相比于溶液中合成的塊狀聚吡咯，PPy@MOF復(fù)合材料的導(dǎo)電性得到了很大程度地提高。兩種PPy@MOF復(fù)合材料經(jīng)堿溶液處理除掉模板后，分離得到的聚吡咯均具有多孔性，并且和塊狀聚吡咯相比，兩種多孔聚吡咯對(duì)二氧化碳（CO2）的吸附能力至少提高了一倍。其次，我們分別采用具有一維孔道的In-BDC和三維孔道的MIL-101為模板，并分別在其孔道內(nèi)實(shí)現(xiàn)了3,4-二乙烯基二氧噻吩（EDOT）單體
7、的氧化聚合，經(jīng)過(guò)X射線粉末衍射、掃描電鏡、熱失重、N2吸附及紅外分析表明，成功地制備了PEDOT@In-BDC和PEDOT@MIL-101兩種復(fù)合材料。經(jīng)線性?huà)呙铚y(cè)試，PEDOT@In-BDC的電導(dǎo)率達(dá)-52.7×10S/cm，和功能性材料In-BDC模板相比，復(fù)合材料的電導(dǎo)率至少有六個(gè)數(shù)量級(jí)-5的提高。PEDOT@MIL-101復(fù)合材料的電導(dǎo)率為2.8×10S/cm。結(jié)果表明，無(wú)論是在一維還是三維孔道的MOF內(nèi)合成PEDOT鏈，得到的PEDOT@MOF復(fù)合材料的導(dǎo)電性相一致。由于MOF模板的絕緣性，PEDOT@In-BDC和PEDOT@M
8、IL-101復(fù)合材料均是基于PEDOT而具有導(dǎo)電性的一類(lèi)新型半導(dǎo)體材料。i最后，以多孔材料CYCU-3為模板，在其納米孔道內(nèi)實(shí)現(xiàn)了吡咯（Py）的化學(xué)氧化聚合，得到了具有多孔性和導(dǎo)
