贵金属聚吡咯杂化材料的研究【文献综述】.doc

1、文献综述应用化学贵金属/聚吡咯杂化材料的研究导电聚合物是20世纪70年代发展起来的一个新的研究领域，在化学电源的电极材料、修饰电极和酶电极、电色显示等方面有着广阔的应用前景，其中具有共轭双键的导电高分子聚吡咯由于合成方便、抗氧化性能好，与其他导电高分子相比，因具有电导率较高、易成膜、柔软、无毒等优点而日益受到人们关注。1导电聚吡咯PPY的研究最早可追溯至1968年,当时DALLOLIO等用电化学的方法成功制备了电导率为8S/CM的PPY膜，达到了半导体的水平,但并未引起应有的重视。21979年美国IBM公司的DIAZ等通过在乙腈电解液中的铂电极上进行电化学氧化聚合制备出电导率高达100S/CM

2、的PPY膜3。PPY膜在空气中的稳定性高，容易电化学制成膜，从而PPY成为了导电聚合物研究人员关注的焦点。现在,PPY已经广泛地应用在传感器、电子器件、生物医学等领域。纯PPY难溶于常用的有机溶剂、机械延展性差,电导率不高。为了改善PPY的这些性能,可以将PPY与一些纳米粒子进行复合,其复合材料不但保持了原PPY的导电性能,同时热稳定性和机械延展性也得到提高,而且还获得了其它的功能特性,现已成为国内外研究的热点。4,5目前PPY纳米复合材料可以分为两种，一种是PPY/有机纳米复合材料，另外一种是PPY/无机纳米复合材料。前者是以PPY为连续相,另一种或一种以上的聚合物为分散相,以纳米尺度分散于

3、PPY中后者则为在PPY基体中加入无机纳米材料,如纳米金属氧化物粒子、纳米SIO2、碳纳米管CNTS、纳米无机含氧酸盐等。目前对前一种纳米复合材料的研究报道相对较少,而对后一种纳米复合材料的研究较多。6近些年来，一维纳米结构（如电线，棒，管）已经成为广泛研究的重点，其原因在于它在纳米电子，光电，传感装置制作中潜在的应用前景。最近，作为另一种一维型纳米结构，纳米电缆也开始引起人们的兴趣，因为通过使用不同材料制作其内芯和外皮，可以进一步增强他们的功能。7制备这种材料主要采用原位聚合法。制备时在纳米粒子的有机单体的胶体溶液中将有机单体在一定条件下原位聚合成有机聚合物,形成分散有纳米粒子的复合材料。这

4、种方法的关键是保持胶体溶液的稳定性,使胶体粒子不发生团聚。6原位聚合在最后得到的纳米复合材料理想微观结构是导电聚合物对无机纳米粒子的完整的包裹,无机纳米粒子与导电聚合物之间能够形成核壳结构,如图1所示。贵金属/聚吡咯杂化材料的研究2目前，PPY导电高分子材料的制备主要有2种方法电化学合成法和化学氧化法。其中，化学氧化法得到的一般为粉末样品，而电化学合成法则可直接得到导电PPY薄膜。电化学合成法是通过控制电化学氧化聚合条件含吡咯单体的电解液、支持电解质和溶剂、聚合电位、电流和温度等，在电极上沉积为导电PPY薄膜8。为提高PPY膜的电导率和增强其环境稳定性，许多学者采用改变溶剂的方法。徐友龙等人讨

5、论了组分对PPY膜电气性能的影响，采用亲核性强的L，2一丙二醇碳酸酯PC和亲核性稍弱的乙腈AN混合溶剂配置支撑电解液，既可合成出具有较高电导率的PPY膜，又可适当抑制由于吡咯单体的质子化作用而引起的电解液老化。9纳米粒子由于尺寸不同和量子效应物理和化学性能都不尽相同，光电，声磁方面的性能与常规材料差异显著，从而使达到分子水平的聚吡咯纳米复合材料在保留导电性能的同时降低了成本，又带有功能材料特性。任丽等人以水为反应介质，通过化学聚合方法合成PPY/APS/SIO2纳米复合材料。10在凝聚态物理中,电子输运现象的研究已有很长的历史。金属中,对弹道输运作研究的理想对象是宽度和长度都小于平均自由程的窄

6、区,称为SHARVIN点接触11。迄今,有关金属纳米线的电导量子化的报道很多,总起来讲包括以下两个方面1在宏观电极间形成的金属纳米线包括液态金属形成于接触2断开CONTACTBREAKAGE过程的最后一个阶段,且独立于接触点的尺寸2AU、AG、CU、NA、PA等抗磁性金属的电导有明显的2E2/H量子台阶跳跃。而FE、CO、NI等铁磁性金属没有量子台阶跳跃。另外,也有文献综述GAAS量子线的弹道输运和电导量子化。12我们最近论证了一个液相式的方法，在有聚乙烯基吡咯烷酮存在的情况下用乙二醇减少硝酸银来生成银纳米线。13许多科研小组研究开发合成金属微粒的多元醇处理过程中，乙烯乙二醇同时作为溶剂和还原

7、剂。线状纳米结构形成的关键就在于反应混合物中外来催化（例，铂纳米粒子）的引入。在这些催化存在的情况下，硝酸银减少时，带有双峰粒径分布的银纳米粒子将会通过多相的和均匀的核化作用分别形成，在回流的过程中，尺寸大一些的纳米粒子将会代替小粒子生长。14PVP可以通过于表面相协调大概控制银的各种表面的增长速率，在PVP的帮助下，这些银纳米粒子可以直接生长成有相同直径的纳米线。我们已经通过引发直径在3050NM，长度长达50M变化的双晶3银纳米线证实了这个多元醇过程的可能性。在这里我们论述了带有相似质量和数量的银纳米线可以依常规生产，运用自我催化过程，在这个过程中硝酸银和PVP溶液（在乙二醇中）通过双通道

8、注射泵同时注入逆流的乙烯乙二醇。通过控制注射速率，在还原反应初期形成的银纳米粒子可以作为银纳米线增长的催化剂。外来催化的去除对初级不纯的银纳米线的合成有利。注射泵的运用同样提供了一个控制成核步骤更好的方法，让我们可以系统的研究对于用柔和液相法合成的银纳米线的产量和质量，配位反应物（包括相对于硝酸银的化学结构，分子量，摩尔浓度）的影响。综上所述，聚吡咯纳米线管是近年来出现的一种新型纳米材料。其合成研究受到了人们的极大关注。对于纳米结构而言，材料的纳米形貌的决定材料性能，因此如何控制材料的纳米结构对材料的性能及应用范围具有重要意义。众所周知，银纳米结构是贵金属中一种非常重要的结构，而聚吡咯又是导电

9、高分子中一种重要的种类，制备银/聚吡咯纳米复合材料对于扩展两者的应用范围，提高导电高分子的加工性能等方面都具有重要的意义。参考文献1任祥忠,李溪,梁讯,刘剑洪,张培新聚吡咯纳米复合材料的研究进展J高分子材料科学与工程,2009,012孙毅,等功能材料,2003,3466126143FIAZAF,ETALJOURNALOFTHECHEMICALSOCIETYCHEMICALCOM2MUNICATIONS,1979146356364BOUKERMAK,PIQUEMALJY,CHEHIMIMM,ETALSYN2THESISANDINTERFACIALPROPERTIESOFMONTMORILLONI

10、TE/POLYPYRROLENANOCOMPOSITESJPOLYM,2006,475692576；5RENXZ,ZHAOQ,LIUJH,ETALPREPARATIONOFPOLYPYRROLENANOPARTICLESINREVERSEMICELLEANDITSAPPLICATIONTOGLUCOSEBIOSENSORJJOURNALOFNANOSCIENCEANDNANOTECHNOLOGY,DOI101166/JNN2007141；6黄永辉，黄英，李玉青，导电聚吡咯/无机纳米复合材料研究进展，工程塑料应用，2007，（06），7881；7YADONGYIN,YULU,YUGANGSUN,

11、ANDYOUNANXIA，SILVERNANOWIRESCANBEDIRECTLYCOATEDWITHAMORPHOUSSILICATOGENERATEWELLCONTROLLEDCOAXIALNANOCABLESOFSILVER/SILICA，NANOLETTERS2002VOL2,NO4427430；8LIYONGFANGINPOLYMERSANDORGANICSOLIDSMBEIJINGSCIENCEPRESS，1997228贵金属/聚吡咯杂化材料的研究49徐友龙，季锐溶剂和酸处理对聚吡咯膜电性能的影响咖西安交通大学学报，2000，3410485210任丽，王立新APS对PPYSIO纳米导电复合材料界面改性研究J功能材料，2004，351697011朱建新,汪子丹,蒋祺,龚昌德,J物理学进展,1997,17323324912THORNTONTJ,JSUPERLATTICESMICROSTRUCT1998,233P460161013YSUN，BMAYERS,YXIA,NANOLETT2002,2,16514ARROOSEN,WCCARTER,PHYSICAA1998,261,232