| 题名 | 聚苯胺的制备及其抗菌性的研究 |
| 作者 | 刘宝蕴 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2010 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 孙超 ; 石南林 |
| 关键词 | 聚苯胺 水溶液化学氧化聚合 复合材料 抗菌 机理 |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | "本文制备了酸掺杂聚苯胺、金属离子掺杂聚苯胺以及聚苯胺自支撑膜和聚苯胺复合材料，对制备过程中的各个影响因素进行了研究，并对材料的形成机制作了深入的讨论。在应用方面，我们将聚苯胺作为抗菌材料，系统研究了这种材料在不同状态下的抗菌性能，并通过深入研究提出了聚苯胺的抗菌机制，为提高聚苯胺的性能和拓展其应用范围建立了依据。 首先采用原位水溶液氧化聚合法制备了掺杂态和本征态聚苯胺，研究了苯胺浓度、掺杂酸种类和比例、氧化剂浓度和比例以及反应时间等反应条件对掺杂态聚苯胺的电导率、产物的形貌和分子结构的影响和作用方式，得到了对甲苯磺酸掺杂聚苯胺的优化制备工艺参数，即：[An] = 0.35M、TSA/An = 1.8/1、APS/An = 1/1、[APS] = 2.5M、反应时间为36h。制备了海参状聚苯胺纳米纤维，研究了苯胺浓度、掺杂酸用量和掺杂酸种类对其制备的影响，并讨论了这种特殊形貌聚苯胺的性能及形成机理，指出了反应溶液中胶束和单体的数量和比例是其产生的根本原因。合成了不使用其它氧化剂、仅利用硝酸同时氧化掺杂的聚苯胺纳米纤维，对产物形貌的研究发现，这种纤维具有均匀的直径、较长的长度和特殊的树枝状结构。制备了掺杂态聚苯胺自支撑膜，并研究了不同掺杂剂对其结晶取向的影响。 采用原位氧化聚合法制备了钇离子掺杂聚苯胺的纳米结构，研究了苯胺浓度对产物形貌的影响，XPS分析表明，不同于质子酸的掺杂过程，Y3+离子对聚苯胺的掺杂是通过与N原子和硝酸根形成N…Y…O来实现的。在NMP溶液中制备了Ag+掺杂的聚苯胺，对不同反应比例下的产物进行了UV-vis和Raman光谱分析，研究表明，Ag+是通过与聚苯胺上N原子形成配位键而起到掺杂作用的。通过原位聚合法制备了聚苯胺纳米碳管多层复合膜，复合膜结合了碳材料优良的导电性、柔韧性和聚苯胺高容量的特点，复合后的产物可作为电极材料，其电容可达400 F/g，电阻仅为0.4Ω。 对粉末状聚苯胺和聚苯胺复合涂层的抗菌性能做了全面测试，利用生理盐水浸泡聚苯胺，对所得的溶出液进行了抗菌实验，并对溶出液成分进行了分析，实验发现溶出物的抗菌行为是多种抗菌途径和方式综合作用的结果，包括活性氧的抗菌作用、掺杂酸溶出使pH值下降和溶液离子浓度升高。通过逐倍稀释研究了溶出物的浓度对其抗菌性的影响，发现其存在一个是否能够抗菌的极限浓度。 本文还对聚苯胺及其复合漆膜的接触抗菌性作了研究，采用混合法实验了本征态、掺杂态、还原态和氧化态等四种聚苯胺的抗大肠杆菌效果。利用SEM和TEM对本征态聚苯胺作用前后的细菌形貌进行了观察，发现聚苯胺具有吸附菌体和破坏细菌结构的作用。研究了本征态和掺杂态聚苯胺复合漆膜的浓度对其抗菌性的影响，对低浓度复合漆膜的抗菌性分析表明，其没有溶出抗菌作用，接触抗菌性起主要作用。而对相同浓度的本征态、掺杂态、还原态和氧化态等四种聚苯胺复合漆膜抗菌实验表明，聚苯胺的接触抗菌能力与聚苯胺的结构有密切的关系。氧化程度越高，抗菌性越弱；还原程度越高，抗菌性越强。" |
| 公开日期 | 2013-04-12 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.72.142.130/handle/321006/64156]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘宝蕴. 聚苯胺的制备及其抗菌性的研究[D]. 北京. 中国科学院金属研究所. 2010. |
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