本文關(guān)鍵詞：取代聚苯胺功能材料及二茂鐵基苯胺衍生物的制備與性能研究

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【摘要】：本論文系統(tǒng)研究了取代聚苯胺功能材料及二茂鐵基苯胺衍生物的制備與結(jié)構(gòu)性能。使用一種新型的氧化劑鈷鉬酸銨[(NH4)3[Co Mo6O24H6]·7H2O]實(shí)現(xiàn)了對(duì)鄰甲苯胺和鄰甲氧苯胺的氧化聚合和聚合產(chǎn)物微納米結(jié)構(gòu)的形貌調(diào)控,探索了不同形貌的形成機(jī)制,并提出了鈷鉬酸銨的氧化機(jī)理;從分子設(shè)計(jì)角度,合成了兩種主鏈上帶有烷基二茂鐵基團(tuán)的苯胺衍生物單體,研究了其作為H2PO4-離子識(shí)別性能。主要研究結(jié)果如下:1、采用鈷鉬酸銨作為氧化劑,利用化學(xué)氧化聚合法合成了規(guī)整的球狀和片狀聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺微納米結(jié)構(gòu)材料;鄰甲苯胺/鄰甲氧苯胺單體濃度、氧化劑濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)體系初始酸度對(duì)最終產(chǎn)物的形貌結(jié)構(gòu)具有顯著的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:中性水溶液中,在單體濃度和氧化劑濃度較低時(shí),如分別為0.02 M和4 m M,可以得到規(guī)整的微納米球狀聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺,尺寸為400-500 nm;當(dāng)單體濃度增大時(shí),球狀聚鄰甲苯胺有相互融合的趨勢(shì);而球狀聚鄰甲氧苯胺的尺寸大小增大,規(guī)整性優(yōu)于相同濃度下合成的球狀聚鄰甲氧苯胺;氧化劑濃度或者溫度升高時(shí),則球狀結(jié)構(gòu)融合到一起形成塊狀結(jié)構(gòu);特別地,當(dāng)反應(yīng)體系的酸度增大至p H≤1時(shí),單體發(fā)生氧化聚合反應(yīng)生成規(guī)整的片狀產(chǎn)物,SEM表征顯示片狀產(chǎn)物的尺寸為:橫向?qū)挾燃s為6μm;此外在反應(yīng)體系中添加少量的表面活性劑(AOT),鄰甲苯胺的形貌結(jié)構(gòu)發(fā)生了較為明顯的變化;在AOT濃度大于臨界膠束濃度時(shí),由納米球轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)整的正方形截面棒狀結(jié)構(gòu)。紅外、紫外、核磁共振、元素分析、XRD和熱失重測(cè)試表征手段證明最終合成的產(chǎn)物是鈷鉬酸銨摻雜的聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺復(fù)合物;鈷鉬酸銨摻雜的聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺具有對(duì)p H敏感的熒光性質(zhì),其水溶液的熒光強(qiáng)度隨著溶液酸度的增加而逐漸減小;與不存在鈷鉬酸銨的條件下合成的聚合物產(chǎn)物相比,鈷鉬酸銨摻雜的聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的熒光強(qiáng)度明顯增大,說(shuō)明聚合物分子鏈中摻雜的鈷鉬酸銨具有增強(qiáng)熒光強(qiáng)度的作用。2、以1,1'-雙(1-甲氧羰基-1,1-二甲基-乙基)二茂鐵(BMCEFc)和N-苯基對(duì)苯二胺為原料,采用酯酰胺化法和酰氯胺化法分別合成了兩種新型的二茂鐵基苯胺類化合物BAAEFc和MCAABEFc,通過(guò)核磁共振譜圖、質(zhì)譜和紅外光譜證實(shí)了所合成目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)和純度;TGA測(cè)試表明目標(biāo)化合物具有良好的熱穩(wěn)定性,二茂鐵單元的引入,提高了N-苯基對(duì)苯二胺的熱穩(wěn)定性,熱分解溫度(T10)分別提高了95℃和80℃;含雙酰胺基團(tuán)的BAAEFc的熱分解溫度比含單酰胺基團(tuán)的MCAABEFc高15℃;紫外可見吸收光譜顯示目標(biāo)化合物在紫外區(qū)(200-300 nm)具有較好的吸收;熒光光譜表明目標(biāo)化合物在藍(lán)波范圍內(nèi)具有良好的熒光發(fā)射強(qiáng)度,并且BAAEFc能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)H2PO4-離子選擇性熒光響應(yīng);含雙酰胺基團(tuán)的BAAEFc的熒光響應(yīng)靈敏度高于含單酰胺基團(tuán)的MCAABEFc;循環(huán)伏安曲線顯示了目標(biāo)化合物具有良好的電化學(xué)活性,并且驗(yàn)證了目標(biāo)化合物與H2PO4-離子的結(jié)合,電化學(xué)變化趨勢(shì)也符合熒光分析結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：取代聚苯胺 二茂鐵 苯胺衍生物 熒光
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O627.81
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-42
• 1.1 導(dǎo)電高分子簡(jiǎn)介12
• 1.2 聚苯胺的結(jié)構(gòu)12-13
• 1.3 聚苯胺的性質(zhì)13-16
• 1.3.1 導(dǎo)電性13-15
• 1.3.2 電致變色特性15
• 1.3.3 非線性光學(xué)特性15
• 1.3.4 微波吸收特性15-16
• 1.3.5 磁學(xué)特性16
• 1.3.6 力學(xué)性能16
• 1.4 聚苯胺微納米結(jié)構(gòu)的制備16-24
• 1.4.1 零維結(jié)構(gòu)17-18
• 1.4.2 一維結(jié)構(gòu)18-21
• 1.4.3 二維結(jié)構(gòu)21-23
• 1.4.4 多維超分子結(jié)構(gòu)23-24
• 1.5 聚苯胺的改性研究進(jìn)展24-29
• 1.5.1 乳液聚合和膠體分散體系25
• 1.5.2 取代的聚苯胺25-29
• 1.6 二茂鐵基苯胺類衍生物29-34
• 1.6.1 二茂鐵基苯胺化合物29-30
• 1.6.2 二茂鐵基席夫堿化合物30-31
• 1.6.3 二茂鐵基酰胺類化合物31-34
• 1.7 含二茂鐵的聚苯胺材料34-38
• 1.7.1 二茂鐵摻雜的聚苯胺材料34-35
• 1.7.2 聚（二茂鐵-苯胺）類材料35-38
• 1.8 導(dǎo)電聚苯胺材料的應(yīng)用及發(fā)展前景38-39
• 1.8.1 二次電池38-39
• 1.8.2 電磁屏蔽材料39
• 1.8.3 電致變色材料39
• 1.8.4 傳感器39
• 1.9 論文的選題意義以及研究思路、主要內(nèi)容39-42
• 1.9.1 論文的選題意義39-40
• 1.9.2 論文的研究?jī)?nèi)容40
• 1.9.3 論文創(chuàng)新點(diǎn)40-42
• 第二章 新型氧化劑制備取代聚苯胺微/納米材料42-69
• 2.1 前言42-43
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分43-45
• 2.2.1 試劑43
• 2.2.2 儀器設(shè)備43-44
• 2.2.3 鈷鉬酸銨(CoMo_6)的合成44
• 2.2.4 微納米結(jié)構(gòu)聚鄰甲苯胺(POT)和聚鄰甲氧苯胺(POMA)的制備44
• 2.2.5 主要測(cè)試與表征44-45
• 2.3 聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的形貌表征45-50
• 2.3.1 單體濃度對(duì)產(chǎn)物形貌的影響45-46
• 2.3.2 氧化劑CoMo_6的濃度對(duì)產(chǎn)物形貌的影響46-47
• 2.3.3 反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物形貌的影響47-48
• 2.3.4 酸度對(duì)產(chǎn)物形貌的影響48-50
• 2.3.5 表面活性劑對(duì)產(chǎn)物形貌的影響50
• 2.4 聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的結(jié)構(gòu)表征50-58
• 2.4.1 聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的紅外光譜50-52
• 2.4.2 聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的紫外光譜52-53
• 2.4.3 聚鄰甲苯胺/聚鄰甲氧苯胺的核磁共振譜圖53-56
• 2.4.4 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的元素組成分析56-57
• 2.4.5 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的XRD圖57-58
• 2.5 片狀聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的形成機(jī)制58-59
• 2.6 COMO_6氧化機(jī)理的研究59-61
• 2.7 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的性能表征61-67
• 2.7.1 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的熱穩(wěn)定性61-63
• 2.7.2 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的熒光光譜63-65
• 2.7.3 聚鄰甲苯胺和聚鄰甲氧苯胺的電性能65-67
• 2.8 本章小結(jié)67-69
• 第三章 含二茂鐵基苯胺衍生物的合成與表征69-97
• 3.1 前言69-70
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分70-75
• 3.2.1 試劑與精制方法70-71
• 3.2.2 所用原料和目標(biāo)產(chǎn)物命名71-72
• 3.2.3 主要測(cè)試與表征72-73
• 3.2.4 化合物的合成73-75
• 3.3 化合物的分析與結(jié)構(gòu)表征75-86
• 3.3.1 原料 1,1'-雙(1-甲氧羰基-1,1-二甲基-乙基)二茂鐵(BMCEFc)的分析75-80
• 3.3.2 目標(biāo)化合物 1'-甲氧羰基1(N-二苯胺基)酰胺-1,1'-雙（1,1-二甲基-乙基）二茂鐵(MCAABEFc)的分析80-83
• 3.3.3 目標(biāo)化合物 1,1'-雙[1-(N-二苯胺基)-酰胺-1,1-二甲基-乙基]二茂鐵(BAAEFc)的分析83-86
• 3.4 目標(biāo)化合物(MCAABEFC/BAAEFC)的性能研究86-95
• 3.4.1 化合物的光學(xué)性質(zhì)86-88
• 3.4.2 目標(biāo)化合物對(duì)H_2PO_4~－的熒光響應(yīng)88-92
• 3.4.3 目標(biāo)化合物對(duì)H_2PO_4~－的電化學(xué)響應(yīng)92-94
• 3.4.4 目標(biāo)化合物的熱性能94-95
• 3.5 本章小結(jié)95-97
• 第四章 總結(jié)與展望97-99
• 4.1 論文的總結(jié)97-98
• 4.2 工作展望98-99
• 參考文獻(xiàn)99-117
• 碩士期間已發(fā)表論文和待發(fā)表論文117-118
• 致謝118-119

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