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摘 要

本文首先综述了聚苯胺的结构、性质、制备和应用。本征态聚苯胺是不导电的，经过掺杂之后可由绝缘体变成导体。

本文采用盐酸掺杂聚苯胺使聚苯胺拥有导电性，主要研究不同浓度的盐酸对聚苯胺导电性的影响。实验首先配制不同浓度的盐酸溶液，然后加入苯胺单体和过流酸铵不断搅拌，对产物进行干燥处理。最后通过红外、紫外光谱仪、ＸＲＤ对其性质进行表征，并用四探针法测其电导率。实验结果表明，1.0mol/L盐酸制成掺杂态聚苯胺拥有最大的电导率，导电性能最好。

聚苯胺作为具有诸多优良特性和良好优点，但其无论是在理论研究还是在技术应用方面依然面临着诸多挑战，今后的研究应致力于在提高聚苯胺导电性的同时，利用其导电性能开发新材料和提高导电的性能。

关键词：盐酸 掺杂 聚苯胺 导电性

The effect of hydrochloric acid concentration on the conductivity of polyaniline

Abstract

In this paper, the structure, properties, preparation and application of polyaniline were summarized.The intrinsic polyaniline is not conductive and can be turned into conductor by the insulator after doping.

In this paper, polyaniline is doped with polyaniline, and the effect of different concentrations of hydrochloric acid on the conductivity of polyaniline is studied. First, the hydrochloric acid solution with different concentrations was prepared, then the aniline monomer and ammonium cross flow acid were continuously stirred, and the product was dried. At last, the properties of the infrared spectrometer and XRD were characterized and the electrical conductivity of the probe was measured with four probe method.The experimental results show that the doped polyaniline with 1.0mol/L HCl has the largest electrical conductivity, and the best conductivity is the best.

Polyaniline as has many excellent features and advantages, but whether it is in theory or in technology applications is still facing many challenges, and future research should be committed to in improving the conductivity of polyaniline, the conductivity and develop new materials to improve the properties of conductive.

Key Words: HCl ;Doping ;PANI ;Electrical conductivity

目 录

摘要 1

Abstract 1

第一章 文献综述 2

1.1 聚苯胺的研究历史 2

1.2 聚苯胺的结构 2

1.3 聚苯胺的制备 3

1.3.1 化学合成 3

1.3.2 电化学合成 4

1.3.3 模板聚合法 4

1.3.4 辣根过氧化物酶催化合成 5

1.4 聚苯胺的性质 6

1.4.1导电性 6

1.4.2溶解性 6

1.4.3对离子的吸附性 7

1.4.4掺杂特性和机理 8

1.5 聚苯胺的应用 9

1.5.1 聚苯胺在金属防腐领域的应用 9

1.5.2 聚苯胺在电磁屏蔽材料方面的应用 9

1.5.3 苯胺在其它方面的应用 10

第二章 实验部分 11

2.1 实验仪器与设备 11

2.1.1 实验仪器 11

2.1.2 实验试剂 12

2.2 实验步骤 12

2.3 实验表征相关原理 13

2.3.1 红外光谱仪 13

2.3.2 紫外光谱仪 13

2.3.3 X射线晶体衍射 14

2.3.4 电导率 14

第三章 实验结果与讨论 16

3.1 盐酸掺杂聚苯胺的红外光谱表征 16

3.2 盐酸掺杂聚苯胺的紫外—可见光光谱表征 17

3.3盐酸掺杂聚苯胺的XRD表征 17

3.4 盐酸掺杂聚苯胺的电导率表征 18

3.4.1电导率定义 18

3.4.2不同浓度盐酸掺杂聚苯胺的电导率 18

第四章 结论与展望 20

4.1 结论 20

4.2 展望 20

参考文献 21

致谢 21

第一章 文献综述

1.1 聚苯胺的研究历史

从1977年日本Shirakawa，美国MacDiarmid、Heeger发现掺杂聚乙炔（PA）呈现金属特性并由此荣获诺贝尔化学奖至今，相继发现的较常用的导电高分子有聚对苯（PPP）、聚吡咯（PPY）、聚噻吩（PTH）、聚苯基乙炔（PPV）和聚苯胺（PANI）。由于导电高分子特殊的结构和物化性能，使其在电子工业、信息工程、国防工程及其新技术的开发和发展方面都具有重大的意义。其中因聚苯胺具有原料易得、合成工艺简单、化学及环境稳定性好等特点而得到了广泛的研究和应用^[1]。

1826年，德国化学家Otto Unverdorben通过热解蒸馏靛蓝首次制得苯胺（aniline），产物当时被称为“Krystallin”，意即结晶，因其可与硫酸、磷酸形成盐的结晶。1840年，Fdtzsche从靛蓝中得到无色的油状物苯胺，将其命名为aniline，该词源于西班牙语的anti（靛蓝）并在1856年用于染料工业。而且他可能制得了少量苯胺的低聚物，1862年HLhetbey也证实苯胺可以在氧化下形成某些固体颗粒。但由于对高分子本质缺乏足够的认知，聚苯胺的实际研究拖延了几乎一个世纪，直到1984年，MacDiarmid提出了被广泛接受的苯式（还原单元）-醌式（氧化单元）结构共存的模型。随着两种结构单元的含量不同，聚苯胺处于不同程度的氧化还原状态，并可以相互转化。不同氧化还原状态的聚苯胺可通过适当的掺杂方式获得导电聚苯胺^[2]。

1.2 聚苯胺的结构

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