基本信息
- 項目名稱：
- 聚噻吩∕SBA-15主客體復(fù)合材料的合成及濕敏性質(zhì)
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 通過化學(xué)法合成PTh/SBA-15主客體復(fù)合材料，對材料的結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征。對材料濕敏性能的研究結(jié)果表明，與體相的聚噻吩相比，PTh/SBA-15主客體復(fù)合材料表現(xiàn)出更好的濕敏性能。
- 詳細介紹：
- 以噻吩為單體，F(xiàn)eCl3為氧化劑，化學(xué)法合成了聚噻吩（PTh）及PTh/SBA-15主客體復(fù)合材料，通過紅外、XRD及SEM等手段對材料的結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征。對材料濕敏性能的研究結(jié)果表明，與體相的聚噻吩相比，PTh/SBA-15主客體復(fù)合材料表現(xiàn)出更好的濕敏性能。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：純聚噻吩有較高的導(dǎo)電性及環(huán)境穩(wěn)定性因而在濕度傳感器方面有潛在的應(yīng)用價值，而聚噻吩∕SBA-15主客體復(fù)合材料較純的聚噻吩有更優(yōu)異的濕敏性能。 基本思路：用化學(xué)法使噻吩在介孔分子篩SBA-15的孔道中聚合形成PTh/SBA-15主客體復(fù)合材料，并且用ZL-5 型的LCR分析儀對其濕敏性質(zhì)進行表征和研究。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 利用介孔材料高度有序的孔道結(jié)構(gòu)、可調(diào)控的孔徑尺寸、孔尺寸均勻等性質(zhì)，將客體材料組裝到介孔主體材料的孔道中而形成主客體復(fù)合材料，從而使原來客體材料的性能顯著提高。SBA-15有序的介孔孔道使得聚噻吩在孔道中定向排列因而有利于水分子的傳輸，從而提高了其濕敏性能。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 濕度敏感傳感器在環(huán)境檢測及監(jiān)視領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。發(fā)展新型的濕度敏感材料是非常有意義的。在眾多的聚合物中，導(dǎo)電聚合物如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等，由于其有較高的導(dǎo)電性及環(huán)境穩(wěn)定性而被期待在濕度傳感器方面有潛在的應(yīng)用價值。用化學(xué)法使噻吩在介孔分子篩SBA-15的孔道中聚合形成PTh/SBA-15主客體復(fù)合材料比相應(yīng)的純聚噻吩有著更好的濕敏性能，更適合于做濕度傳感器材料，有較好的應(yīng)用前景。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 以噻吩為單體，F(xiàn)eCl3為氧化劑，化學(xué)法合成了聚噻吩（PTh）及PTh/SBA-15主客體復(fù)合材料，通過紅外、XRD及SEM等手段對材料的結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征。對材料濕敏性能的研究結(jié)果表明，與體相的聚噻吩相比，PTh/SBA-15主客體復(fù)合材料表現(xiàn)出更好的濕敏性能。
獲獎情況
- 2011年獲得西北工業(yè)大學(xué)第十三屆“三航杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽金獎
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1] Connolly EJ, Pham HTM, Groeneweg J, Relative humidity sensors using porous SiC membranes and Al electrodes . Sens. Actuators B, 2004, 100:216 [2] Li Y, Yang MJ. A novel highly reversible humidity sensor based on poly (2-propyn-2-furoate) . Sensor.Actuat.B-Chem, 2002, 86: 155 [3] Li N, Li XT, Geng WC, Zhang T, Zuo Y, Qiu SL. Synthesis and Humidity Sensitivity of Conducting Polyaniline in SBA-15.J.Appl.Polym.Sci, 2004, 93: 1597. [4] Geng WC, Li XT, Li N, Zhang T, Wang W, Qiu SL. Humidity Sensitivity of Polypyrrole and Polypyrrole/SBA-15 Host–Guest Composite Materials.J.Appl.Polym.Sci, 2006, 102: 3301
同類課題研究水平概述
- 濕度傳感器，是指對環(huán)境相對濕度（Relative humidity,RH%）具有響應(yīng)并將其轉(zhuǎn)換成可測量電信號（如電阻、電容、頻率）的一類裝置。它在工業(yè)加工及環(huán)境控制等領(lǐng)域有著與日俱增的應(yīng)用。 濕度傳感器的核心是敏感材料。理想的濕度傳感器要求具備靈敏度高、響應(yīng)速度快、線性度好、濕滯回差小、長期穩(wěn)定性好等特點。要滿足這些要求，敏感材料的選擇最為關(guān)鍵。為了獲得高性能的濕敏材料，國內(nèi)外許多學(xué)者作了大量工作。如浙江大學(xué)楊慕杰、李揚，韓國Gong.M.S，印度K.S Nagaraja等人分別在聚合物、金屬氧化物等材料的濕度傳感性質(zhì)方面做了很多工作。 研究表明，材料中的孔結(jié)構(gòu)對環(huán)境濕度中水分子的吸附、擴散有重要影響，可以有效提高材料的濕敏性能。但是，目前常研究的濕敏材料中，孔大多源自粒子間隙，雜亂無序且連通性不好，從而使得水分子的擴散途徑曲折而多阻。李曉天等人將導(dǎo)電聚合物聚苯胺及聚吡咯組裝進有序介孔分子篩SBA-15的孔道中并研究了其濕敏性質(zhì)，研究發(fā)現(xiàn)，組裝后濕度傳感性質(zhì)有明顯提高。本作品就是基于李曉天等人的理論及實驗基礎(chǔ)研究了另外一種導(dǎo)電聚合物聚噻吩在介孔分子篩中的組裝并研究其濕敏性質(zhì)。
