聚吡咯/聚苯胺二元復合納米管及其熱電性能

王乙涵, 尹 強, 杜 凱, 殷勤儉

(1. 四川大學化學學院, 成都 610064;2. 中國工程物理研究院激光聚變研究中心, 綿陽 621000)

在聚合物基熱電材料中, 由于導電高分子具有較高的載流子濃度和遷移率, 是一種最有發展前途的熱電材料. 其中研究最多的是聚苯胺(PANi)、 聚吡咯(PPy)、 聚噻吩(PTH)及其衍生物. 研究發現, 根據反應條件的不同, 聚苯胺、 聚噻吩及聚吡咯等雜環高分子可形成納米顆粒狀、 片狀、 棒狀、 管狀、 空心球及碗狀等各種形貌的固體物, 這些形貌結構與其熱電性能密切相關[1～3]. 同時, 多種材質和形貌的復合還可產生能量過濾和協同效應, 顯著提高材料的綜合性能.

聚吡咯是一種本征型導電聚合物, 具有電導率高和環境穩定性好等優點[4,5], 且其優異性能與分子結構有很大關系. 使用硬模板、 軟模板及無模板自組裝法可以獲得各種有序形貌的 PPy微納米材料[6～8]. 聚苯胺可以增強聚吡咯的電容性能, 聚吡咯則可以有效降低聚苯胺分子間的電荷轉移電阻, 促進載流子傳輸[9～11]. 本文利用PPy與PANi具有相似共軛結構和導電性能的特點, 以PPy納米管為模板, 制備了PPy/PANi二元復合納米管, 在聚苯胺與聚吡咯之間形成特殊的導電通道, 則可能產生協同效應來提高材料的熱電性能.

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

吡咯(Py), 使用前純化處理, 成都將來試劑公司; 苯胺(An)、 六水合三氯化鐵(FeCl3·6H2O)和甲基橙(MO), 成都科龍試劑公司; 優普超純水機, 四川優普超純科技有限公司.

Tensor 27型傅里葉變換紅外光譜(FTIR)儀, 德國 Bruker 公司; Horiba LabRAM HR型拉曼光譜……