《聚苯胺纳米管在阳极氧化铝模板中电聚合的生长机理董平》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚苯胺纳米管在阳极氧化铝模板中电聚合的生长机理董平（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、物 理 化 学 学 报 （ !#$ %&( )(*&+）! ,-.& /0123 450$63 7$8#$!#， !（） ：! % !& ()*+,-+.-* 收 到 初 稿 ， *+,-/-/, 收 到 修 改 稿 # 联 系 人 ： 林 仲 华 01-2(345 674389:2;# 8? 7;M633*+ ,&-./.012/3 1/6?0:&6&:5 :0:/7A65 ./B&: /: 4! 565-7./85 *+ ,&-./.012 /3 1/6?0:&6&:5:0:/7A65 ./B&: /: 4C 565-7./85 ? 82， 厚 度 约 为 A !2 2I 0K =的 速率
2、 扫 描 E = 次 循 环 （ 扫 描 电 压 范 围 F 第 一 循 环 为K 2I 0K =的 扫 描 速 率 在K 0， 得 到 聚 苯 胺 纳 米 管样 品 进 行 OPQ 测 试 ； 裸 :6 和 & 电 极 在 苯 胺 溶 液中 ， 分 别 从 开 路 电 位 阶 跃 至 0， 测 定 苯 胺 电 聚 合 的 计 时 电 流 （ ! #） 曲 线 ，用 于 研 究 生 长 机 理 ? 电 结 晶 理 论./08 当 生 长 机 理为 无 扩 散 控 制 的 二 维 瞬 时 成 核 时 ， 电 流 满 足 以 下 方程 A,B/)?(# C7D4!=()?(#(!( )(E/F式
3、中 = 为 分 子 量 ， ! 为 沉 积 液 浓 度 ， )为 成 核 数 ，? 为 电 化 学 反 应 速 率 常 数 ， # 为 成 核 时 间 从 方 程 中得 出 ， 当 时 间 # 足 够 小 时 ， 其 指 数 项 可 以 忽 略 ， 则 ,与 # 近 似 成 线 性 ； 当 # 足 够 大 时 , 随 # 的 增 大 呈 下 降趋 势 由 于 ? 与 电 位 成 正 比 ， 电 位 从 ) 2 增 加 到) G $， ? 随 之 增 大 ， 因 此 , 随 之 增 大 图 中 , : # 曲线 没 有 出 现 振 荡 现 象./!0， 说 明 二 维 瞬 时 成 核 生 长 仅
4、图 ! 苯 胺 在 裸 金 电 极 上 电 聚 合 的 循 环 伏 安 图#$% ! &()#( *+),-.+$/-.0 +1 2)2(,/+3+)4.2/#5-,#+6 +1 -6#)#62 -, 78 2)2(,/+92（+,:2/ (+69#,#+60 -0 #$% ;）图 ; 苯 胺 在 %&-HL6I =6HC B /) 5$ 4 /*6FD%HCIH 77? 模 板 中 基 底 形 貌 对 聚 苯 胺 生 长 的 影 响图 /,、 (, 分 别 为 3/、 3( 电 极 溶 去 ,1 模 板 后基 底 的 PRT 图 ， 从 图 中 可 以 明 显 看 出 前 者 由 /) O)
5、 I5 的 金 球 密 堆 积 而 成 8 较 平 整 ， 而 后 者 由 于 溅 射的 ,- 进 入 ,1 模 板 孔 内 ， 形 成 凹 锥 型 的 ,- 基 底 ；图 /U、 (U 分 别 是 在 上 述 两 种 模 板 中 生 长 的 聚 苯 胺的 :RT 图 ， 从 图 中 可 以 看 出 3/ 电 极 上 聚 苯 胺 先 形成 线 状 结 构 再 生 长 为 管 状 结 构 ， 而 3( 电 极 上 聚 苯 胺一 开 始 就 生 长 为 管 状 结 构 ,1 模 板 孔 径 较 小（) O 2) I5） ， 每 个 孔 基 底 可 以 视 为,- 的 超 微 电 极 ，根 据 后
6、面 的 研 究 结 果 以 及 超 微 电 极 理 论.V08 受 ,1模 板 孔 壁 约 束 ， 模 板 孔 内 传 质 为 垂 直 基 底 的 线 性 扩散 （ 从 模 板 孔 口 到 电 极 基 底 方 向 ） ， 凹 锥 型 基 底 由 于其 中 央 比 周 边 线 性 扩 散 的 途 径 长 ， 故 电 聚 合 初 始 易形 成 管 状 结 构 ， 而 平 整 的 基 底 在 电 聚 合 的 初 始 阶 段各 个 位 置 线 性 扩 散 途 径 相 同 ， 因 此 先 形 成 实 心 结构 ， 但 是 ， 模 板 中 孔 周 边 可 能 因 界 面 电 场 较 强 、 聚 苯胺 生
7、长 较 快 ， 从 而 形 成 凹 锥 形 的 聚 苯 胺 新 基 底 ， 促使 聚 苯 胺 生 长 为 纳 米 管 =% = 77? 模 板 中 电 聚 合 聚 苯 胺 成 核 式 生 长 机 理（/） 循 环 伏 安 方 法图 为 苯 胺 在 3( 电 极 上 电 聚 合 的 循 环 伏 安 图 ，其 中 ) G $ 左 右 的 峰 位 置 为 苯 胺 的 聚 合 峰 ， 根 据,=NC=./)0、 WC&%I./0等 人 的 工 作 8 相应 该 伏 安 峰 的 苯 胺 电 聚 合 机 理 主 要 分 为 二 步 ： 苯 胺!#图 ! 聚 苯 胺 纳 米 管 的 #$ 谱%&( ! #$
8、 )*+,-. /0 )/12*.&1&., +3431,5*0+,- -,6/7&. 889$%&()*&*+, -./.&,0 1,), ,&,2-)%0+-3,0*0,4/ $%-,+-*(& 0-,$ 5,-3%46$%-,+-(*& 7 89 : ;? -*5, 7 A8 0B图 : 苯 胺 在 ;3-,.+ ?&+ +&6, /0 )/126,-&A*B+&/. /0 *.&1&., *+ ;+-/C,(B89 : ;?D+0,- *0 -3, $&%- %E ! #FG H I13,+ # $ #5(J6E)%5 2.)K, (B9经 历 一 个 聚 苯 胺 晶 胞 链 段 单
9、层 9 当 过 峰 以 后 ， 如 图 内 插 图 所 示 ， ! 变 为 与 #F G H I成 线 性 关 系 ， 与L3*)0M 所 描 述 的 线 性 扩 散 行 为 一 致 ， 说 明 电 聚 合 过程 已 经 由 无 扩 散 控 制 变 成 线 性 扩 散 控 制 9 苯 胺 在N. 电 极 上 电 位 阶 跃 法 电 聚 合 与 其 在 N. H NNO 电极 上 聚 合 不 同 ， 没 有 出 现 最 大 电 流 ， 符 合 三 维 成 核生 长 机 理PQR,5G (*9 U9 %& (& )*+(& ,-.&/ EFGFHEEEI !GACI Y3,+3(5$(+,9 9
10、U%(5,%)4%K(/+30 ?- A%BCDEFGHC4F-&0 IA&-JK4E +/E ,9 L+&0)M(C(/ U%EB 1,-+3-:3: =6+F3-.+ SE/ %V SEQ-F P6%.-,+G()+67 Y X 9 Z/F4:7 * ; 9 Z6B+6:-B+67 W :) !-)+&6-) .9); !#$% &( 87 W 9 Z/F4:7 * ; :) !-) +&6-) .9); !#&% )(NMN/7 * ? 9 ;+&:%7 * S :) !-) +&6-) .9); !*% #(#)7 W Z Z BE-/+ 3% 3A+ :3E/R %V+&+,36%/
11、+ -+3-,: ?%/%0 Z,F/+4-, P6+: ,7 B7 * Y 9 DF66-:%7 W Z :) B7 W = Z 9 *-,A3+67 S 9 H2:3+-7Z W ./#&) 6#); !&*% !&( (#%E7 P 9 ;+,A3:,A+-7 X 9 L6F.+6:7 W P 9 +6+67 Y 9%&3+67 Z 9 YQE6F/%7 Y ./#&) 6#); !% !)!( T8!+7 * 9 WF.F/-7 D D 1 9H2:3+-7 Z W 9 P%EB+37 W P %&() ?6) A; !&% +0 B P-B A%E W-FCAFB a- UFCUF
12、=F- =A+BCY%B AFB UF %E aECY%BDEFB DEF-C_E%BC?-B ?- A%BCDEF0 .#$#6 B6 C$89=$#9= D9= %&(,$3 +&6-,(#= 9D #&6 .93,E .2=D$6; F6G$=#-6/# 9D +&6-,(#=; H/(#,#2#6 9D %&(,$3 +&6-,(#=; 7,*$-6/ I/,6=(,#; 7,$-6/ JKLMMNOL7,$-6/ P,Q,/ .,6/6 $/E R6&/939S C,-,#6E +9-G$/; 7,$-6/ JKLMMNOTU2Q,$/ P,Q,/?6(6$=& H/(#,#26 9
13、D ,/,/S $/E 6#$332=S; U2Q,$/ P,Q,/ ,/,/S H/E2(#= C,-,#6E +9-G$/; C9/S$/ JKVTMMW,-./012/ Z,%6/-B 3% 3A+ 3A+%6R % +&+36%,R:3F&-IF3-% %V 4+3F&7 3A+ B6%3A 4+,AF-:4 %V 2%&RF-&-+F%3E5E&+: - F&E4-F 3+42&F3+ F: :3E/-+/ 5R +&+,36%,A+4-,F& 4+3A%/:7 :E,A F: ,A6%F42+6%4+36R7 ,R,&-,.%&3F44+36R 3 F: V%E/ 3AF3 F ,
14、AF- 4%&FR+6 %V 2%&RF-&-+ ,6R:3F& ,+& F: V%64+/ 5R 3A+ 3%C/-4+:-%F&-:3F3F+%E: E,&+F3-%CB6%3A -3A%E3 /-VVE:-% ,%36%& /E6-B 3A+ -3-F& :3FB+ %V +&+36%2%&R4+6-IF3-%7 F/FV3+6 V%64-B 3A+ 4%&FR+67 3A+ B6%-B 26%,+: %V 2%&RF-&-+ 3E5E&+: F: ,%36%&+/ 5R /-VVE:-% -:3+F/ LA+6+:E&3: %V a*Y :A%+/ 3AF3 3A+ +&+36%:R3
15、A+:-I+/ 2%&RF-&-+ :36E,3E6+ -: ,%42%:+/ %V 5%3A 3A+ ,6R:3F&-+ 2AF:+F/ 3A+ F4%62A%E: 2AF:+7 ,%:-:3+3 -3A 3A+ +&+,36%,A+4-,F& +K2+6-4+3 6+:E&3: X+FA-&+7 -3 -: 2%:-5&+ 3AF33A+ ,R:3F&-IF3-% %V 2%&R4+6 ,F 5+ :3E/-+/ 5R +&+,36%,A+4-,F& 4+3A%/: -3A 3A+ 3A+%6R % +&+36%,R:3F&-IF3-% %V4+3F&3456708.( P%&RF-&-+7 ;F%3E5E&+7 Z%/+ F&E4-FGZZbO 3+42&F3+7 H&+,36%2%&R4+6-IF-%7_6%3A 4+,AF-:4
