PPY修饰V<,2>O<,5>纳米复合薄膜的合成、结构及性能

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利用与Li+等碱金属离子可发生拓扑化学反应的MoO3、V2O5等氧化物的层间结构特征,使聚合物嵌入层间来改善界面、层间性质,导致材料呈现出许多优异的性能。本论文采用熔融淬冷法和化学界面氧化法合成了V2O5溶胶和导电高分子PPY,采用小分子分散直接嵌入法,制备(PPY)xV2O5(x=0,0.3,0.5,1,1.5)纳米复合薄膜体系。利用DSC、XRD、TG/DTA、IR、BET、四探针、交流阻抗、荧光光谱和分光光度计等测试方法,对该纳米复合薄膜体系的结构和性能进行分析。 IR和DSC表明化学界面氧化法合成出了热稳定性良好的导电高聚物PPY。 XRD、TG/DTA的测试结果表明:PPY嵌入V2O5干凝胶层间,c轴方向的层间距d(001)值增大,由1.2176nm增大至1.6548nm;在200~250℃温度段内未出现PPY的玻璃化转变。 (PPY)xV2O5(x=0,0.3,0.5,1,1.5)纳米复合薄膜的IR光谱表明:PPY嵌入后,与V2O5片层有较强的相互作用,从而导致V2O5的振动模式发生了较大的变化,特别是V=O伸缩振动变化明显,这是由于V=O与PPY中的H发生作用,以V=O…H形式存在。 BET表明(PPY)xV2O5(x=0,0.3,0.5,1,1.5)纳米复合薄膜属于LangmuirⅡ型层状结构吸附,计算孔径分布发现PPY嵌入后孔径增大,吸附出现递减现象,小孔体积减小,大孔体积增大。 电学性能测试结果表明:(PPY)xV2O5(x=0,0.3,0.5,1,1.5)纳米复合薄膜属于混合导电,电子导电起主导作用。 荧光光谱的测试表明(PPY)xV2O5(x=0,0.3,0.5,1,1.5)复合薄膜具有较好的光学性质,在较宽的波段范围内可连续调谐。 紫外-可见光透射光谱测试表明PPY的嵌入降低了氧化物层对Li+离子的静电作用,有效提高了薄膜的电致变色性能,尤其是在近紫外区的阴极电致变色性能。
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