超重力法纳米聚苯胺可控合成及其机理研究

纳米聚苯胺是一种重要的导电聚合物材料，在诸多领域有广阔的应用前景，是该领域的研究热点，其中规模可控合成是亟待解决的难点之一。本申请拟利用超重力旋转床极大强化微观混合的特性，结合纳米聚苯胺形成的动力学特征，创新性地提出用超重力法制备纳米聚苯胺，研究超重力对化学氧化聚合法制备纳米聚苯胺过程中纳米聚苯胺颗粒的形成及其特性的影响和影响规律，内容包括：超重力环境下纳米聚苯胺颗粒的成核生长规律及其动力学特征；超重力旋转床设备技术参数和超重力环境下聚合反应各影响因素以及外加剂对聚苯胺特性的影响和影响规律；纳米聚苯胺纤维可控合成机理和方法等。通过本项目的研究，可望揭示在非常规的超重力环境下聚苯胺颗粒形成的本质，突破纳米聚苯胺规模可控制备的技术瓶颈，为其规模可控合成奠定技术基础，同时也为纳米本征导电聚合物规模可控合成提供新的思路和理论基础。

纳米聚苯胺是一种重要的导电聚合物材料，在诸多领域有广阔的应用前景，是该领域的研究热点，其中规模可控合成是亟待解决的难点之一。本项目利用超重力旋转床极大强化微观混合的特性，结合纳米聚苯胺形成的动力学特征，提出用超重力法制备纳米聚苯胺，研究超重力对化学氧化聚合法制备纳米聚苯胺过程中纳米聚苯胺颗粒的形成及其特性的影响和影响规律。通过三年研究，很好地完成了计划任务，取得了如下成果：（1）形成了超重力法绿色化制备纳米聚苯胺纤维的技术，可通过改变技术条件调控纳米聚苯胺纤维的尺寸、形貌和结晶度，缩短了诱导时间，提高了初始苯胺单体的浓度，具备了工业化制备基础。（2）研究了几种添加剂，包括：碳纳米管、石墨烯及苯胺衍生物，对超重力法制备纳米聚苯胺的过程及产品性能的影响及影响规律，证明该技术用于合成复合材料也具有明显优势。（3）在该项目研究的基础上，形成了超重力法可控制备聚吡咯和超重力强化石墨烯制备过程两个有前景的发展方向，并申请到2014年国家自然科学基金面上项目1项。（4）获得国家发明专利1项，发表Sci论文9篇，在投2篇。参加国际会议3次并宣读论文，参加4次国内会议，并应邀做大会报告5人次。（5）培养硕士生7名（其中2人已毕业），博士研究生2名。