两种不同途径的原位法制备PPV/AuNPs纳米复合材料及其荧光和光伏性能的研究

【摘要】：纳米材料因为其优异的光学,电学,磁学等性能,得到了人们的广泛关注。近些年来,将纳米材料掺入到聚合物基质中,研究纳米粒子对聚合物性能的影响以及纳米材料和聚合物之间的相互作用的报道很多。一些研究发现,金纳米粒子(Au nanoparticles,AuNPs)会影响导电聚合物的物理、化学性质;而且复合物的制备方法和途径不同,AuNPs对同一种聚合物性质的影响也不一样。聚对苯撑乙烯(Poly(phenylene vinylene),PPV)是一种性能优异的导电聚合物材料,但是它的刚性结构使得其溶解性极差,几乎不溶于任何溶剂,这给其复合材料的制备和加工带来了困难。所以,PPV复合材料的制备都是先合成其前驱物(Poly(phenylene vinylene) precursor,PPVpre)的复合物,经过热转化得到PPV的复合材料。尽管如此,PPVpre对某些溶剂和其他的有机、无机物质也很敏感。非功能性杂质的引入会影响PPV激子生成和空穴传输。而且,PPVpre的链在溶液中的顺式、反式和顺向式三种构象,可能会对纳米粒子的均匀分散产生影响。因此,选择合适的方法制备PPV纳米复合材料是一个值得研究的课题。 在本文中,我们用原位合成法,在不引入其他配体保护AuNPs的条件下,通过两种不同的途径成功的制备了PPV/AuNPs纳米复合材料。原位一法是在双锍盐体系中用NaBH4还原HAuCl4先制备出AuNPs,然后滴加NaOH聚合得到PPVpre/AuNPs复合物,最后通过热转化制备出PPV/AuNPs复合材料;原位二法是在渗析后的PPVpre体系中用NaBH4还原HAuCl4制备PPVpre/AuNPs复合物,最后通过热转化制备PPV/AuNPs复合材料。 我们对两种合成途径得到的PPV/AuNPs纳米复合材料进行了结构,形貌,荧光性质和光伏特性的表征,对测试结果进行了对比,并讨论了两种不同合成途径对性能影响的因素。我们的研究为PPV在光电子器件领域的发展提供了新的参考。 【关键词】：原位 PPV AuNPs 纳米复合材料
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TB383.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 引言8-24
• 1.1 聚对苯乙炔简介8-11
• 1.1.1 导电聚合物概述8-9
• 1.1.2 聚对苯乙炔的简介9-11
• 1.2 金纳米粒子/导电聚合物纳米复合材料的概述11-13
• 1.2.1 纳米材料的概述11-13
• 1.2.2 金纳米粒子/导电聚合物纳米复合材料的简介13
• 1.3 金纳米粒子/导电聚合物纳米复合材料的制备13-18
• 1.3.1 金纳米粒子的制备方法13-15
• 1.3.2 金纳米粒子/导电聚合物纳米复合材料制备方法15-17
• 1.3.3 金纳米粒子/导电聚合物纳米复合材料的应用17-18
• 1.4 论文选题意义及研究内容18-19
• 参考文献19-24
• 第二章 原位一法制备聚对苯乙炔/金纳米复合物及复合薄膜荧光和光伏特性的研究24-38
• 2.1 前言24
• 2.2 实验试剂24-25
• 2.3 实验部分25-28
• 2.3.1 双锍盐的制备25-26
• 2.3.2 PPV 前驱体（PPVpre）的合成26
• 2.3.3 PPVpre/AuNPs 复合物的制备26-27
• 2.3.4 PPV 和PPV/AuNPs 复合物的制备27
• 2.3.6 表征手段27-28
• 2.4 结果及讨论28-35
• 2.4.1 原位一法制备金纳米粒子分析28-29
• 2.4.2 PPVpre 和PPVpre/AuNPs 的紫外-可见吸收光谱分析29-30
• 2.4.3 红外光谱分析30-31
• 2.4.4 透射电子显微镜分析31
• 2.4.5 原子力显微镜分析31-32
• 2.4.6 XRD 分析32
• 2.4.7 荧光光谱和电致发光光谱分析32-33
• 2.4.8 荧光衰变光谱分析33-34
• 2.4.9 器件的电流密度-电压曲线34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 参考文献36-38
• 第三章 原位二法制备聚对苯乙炔/金纳米复合物及复合薄膜荧光和光伏特性的研究38-50
• 3.1 前言38
• 3.2 实验试剂38-39
• 3.3 实验部分39-41
• 3.3.1 PPVpre 的制备39
• 3.3.2 PPVpre/AuNPs 复合物的制备39-40
• 3.3.3 PPV 和PPV/AuNPs 复合物的制备40
• 3.3.4 ITO40-41
• 3.3.5 表征手段41
• 3.4 结果及讨论41-48
• 3.4.1 原位二法制备金纳米粒子分析41-42
• 3.4.2 PPVpre 和PPVpre/AuNPs 紫外-可见吸收光谱分析42
• 3.4.3 透射电子显微镜照片分析42-43
• 3.4.4 红外光谱分析43-44
• 3.4.5 原子力显微镜分析44
• 3.4.6 XRD 分析44-45
• 3.4.7 荧光光谱分析45
• 3.4.8 荧光衰变光谱分析45-46
• 3.4.9 器件的电流密度-电压曲线46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 参考文献49-50
• 结论50-51
• 硕士期间公开发表的论文51-52
• 致谢52

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