阳极氧化铝模板上扩散聚合法制备聚苯胺纳米管(线)阵列.pdfVIP

张璐等：阳极氧化铝模板上扩散聚合法制各聚苯胺纳米管(线)阵列 !!!! 阳极氧化铝模板上扩散聚合法制备聚苯胺纳米管(线)阵列。 张璐，姚素薇，张卫国，王宏智 (天津大学化工学院应用化学系杉山表面技术研究室，天津300072) 纳米纤维，发现在孔内聚合的同时，溶液内及模板表面 摘要： 以多孔阳极氧化铝(AAO)为模板，利用扩 散聚舍法让苯胺单体溶液和氧化荆溶液在一维纳米孔 也进行聚合，模板表面容易形成一层厚膜，使溶液向孔 道中相互扩散，在孔内形成聚苯胺(PANI)纳米管和纳内的扩散受阻，阻碍孔内聚合反应的进一步进行，同肘 也使孔内纳米纤维的表征更加困难。 米线阵列。利用sEM、TEM、IR和xRD等检测技术 时阵列进行表征。结果表明，聚台反应优先发生在孔 综合以r研究工作，本文在阳极氧化铝模板上通 壁上，并沿孔壁逐层生长，直至形成实心的纳米线阵 过简单的扩散作刚组装聚苯胺纳米管、线阵列．并对聚 nlin 列。在孔径为60nm的AA0模板内，扩散聚合40苯胺微观结构进行了分析。此外，还对纳米线的导电 可形成聚苯胺纳米管阵列，2h后形成聚苯胺纳米线阵 性进行测量，计算出单根聚苯胺纳米线的电导率。 列；聚苯胺纳米管(线)中同时包含结晶相和无定型相 2实 验 结构。用二探针法测量PANI／AAO复合阵列电阻， 2．1 多孔铝阳极氧化膜的制备 计算出单根聚苯胺纳米线的电导率为21．4s／cm。此 外，对扩散聚合过程中聚苯胺纳米管(线)阵列的形成 本文采用北京有色金属与稀土应用研究所的纯度 原因进行了初步分析和探讨。 关键词：聚苯胺；多≠L阳极氧化铝；扩散聚合法；纳米 经机械抛光、丙酮和乙醇除油后，置于体积比为l：4 阵列：电导率 的高氯酸(60％(质量分数))和无水乙醇混合溶液中电 中图分类号： 0646．54 文献标识码：A 化学抛光。将处理过的铝片置于5％(质量分数)的革 1765一04 酸电解液中，在40V电压下对铝片进行一次阳极氧 文章编号：lool9731(2005)ll 化，时间为3h。然后再将样品置于混酸剥离液(6％ 】 引 言 随着现代微电子技术的发展，各种光电子器件的 70℃下除去一次氧化膜。最后在与一次氧化相同的条 微型化对材料科学提出了更高的要求，特别是以研究 件下进行二次阳极氧化，氧化时间为8h。二次氧化结 低维材料为主要内容的纳米材料科学成为当前材料研 束后通过逆电剥离法将氧化膜从铝基体上剥离，剥离 究领域最活跃、最热点的学科之一。一维导电聚合物 纳米材料因其在分子导线、纳米级反应器、微传感器等 除阻挡层。 方面的重要作用，更成为当前纳米材料研究领域的焦 2．2聚苯胺纳米管(线)阵列的制备 点之一。同块体聚合物相比，聚合物纳米管(线)具有 用通孔的AA0模板将自制反应容器(图1)分为 更好的导电性“]，聚合物纳米管的管状结构还可以作 等体积的A、B两室，四周密封。向A室中加入苯胺单 为新型的模板和反应器”j。目前人们多采用模板法来 体溶液，向B室加入氧化剂溶液，二二者在维纳米孔中 获得高度有序、排列整齐的纳米管(线)阵列。阳极氧 相互扩散，将苯胺的聚合过程限制在孔内，合成PA 化铝(AAO)膜具有均一和近乎平行的纳米}L洞，是化NI／AAO复合阵列。 学和电化学力法制备一维纳米材料的首选模板。 单体 氧化剂 聚苯胺(