跳到主要內容

臺灣博碩士論文加值系統

(35.173.42.124) 您好!臺灣時間:2021/07/26 12:26
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果 :::

詳目顯示

我願授權國圖
: 
twitterline
研究生:鄭海佛
研究生(外文):Hai-Fo Cheng
論文名稱:共軛高分子/奈米碳管複合物製備與性質研究
論文名稱(外文):Studies on the preparation and properties of the conjugated polymer/carbon nanotube complex
指導教授:廖建勛
學位類別:碩士
校院名稱:元智大學
系所名稱:化學工程與材料科學學系
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2009
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:113
中文關鍵詞:聚(3-烷基噻吩)嵌段共聚體奈米碳管
外文關鍵詞:poly(3-alkylthiophene)block copolymercarbon nanotube
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:113
  • 評分評分:
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
本研究利用簡單的改質方法,以非共價鍵結的方式將導電高分子接於多壁奈米碳管的側壁且不破壞碳管本身的結構與特性,並使其可溶於有機溶液中。本研究使用兩類的導電高分子,(一)具三種不同側鏈長度的聚(3-烷基噻吩)(二)本實驗室自行合成的聚茀三嵌段共聚體PFO-PCMS-PFO來進行改質多壁奈米碳管。本實驗分為三部份:第一部份先研究聚(3-烷基噻吩)/多壁奈米碳管複合物的性質和側鏈基的影響,第二部分為研究PCMS-PFO-PCMS/多壁奈米碳管複合物的性質,第三部分為研究機能化後PCMS-PFO-PCMS/多壁奈米碳管複合物的性質。由UV-vis、PL和Raman光譜得知導電高分子與多壁奈米碳管經π-π交互作用力鍵結複合,並且電子會在兩者間傳遞。經由UV-vis光譜和檢量線可以得知其分散的效果,當分散效果越好時,其螢光抑制效率值越大。探討溫度和溶劑力對複合物UV-vis光譜的影響,當溫度升高,無論是溶液態或是薄膜態其最大吸收波峰皆有藍移的現象,且薄膜態PCMS-PFO-PCMS/MWNT的β相也會消失。而隨不良溶劑的比例增加,其最大吸收波峰有紅移的現象,溶液態PCMS-PFO-PCMS/MWNT也會有β相生成。最後,再利用FESEM和TEM來觀察導電高分子/多壁奈米碳管複合物薄膜的表面形態和多壁奈米碳管管徑的變化,而當P3AT側鏈越長,管徑和外壁的厚度都會隨之增加。
A facile non-covalent modification of carbon nanotube was processed with conjugated polymers to improve the dispersion of carbon nanotube in organic solutions and to reserve its characteristic structure and properties. Two types of conjugated polymers were used, including poly(3-alkylthiophene)s (P3AT) with various alkyl side-chains and triblock copolymer of poly(9,9-dioctylfluorene) (PCMS-PFO-PCMS), to modify multi-wall carbon nanotube (MWNT). Three parts of research were performed for (1) the effect of alkyl side-chain length on the structure/properties of P3AT/MWNT complex; (2) the properties of PCMS-PFO-PCMS/MWNT complex and (3) the properties of functionalized PCMS-PFO-PCMS/MWNT complex. The results of UV-vis, PL and Raman spectra indicate that the conjugated polymers wrap on the carbon nanotubes by ?-? interaction. More conjugated polymer chains binding on the MWNT, more solution dispersion and PL quenching is attained. The increasing temperature results in the blue-shift of absorption maximum wavelength of conjugated polymers and the ? phase depression of PFO block chain segments. As the poor solvent portion increases, the absorption maximum wavelength red shifts and ? phase of PFO appears. The FESEM and TEM images reveal that the thickness of polymer wrapping on the MWNT increases with increasing side-chain length of P3ATs.
摘要 I
Abstract III
致謝 IV
目錄 V
圖目錄 IX
表目錄 XIII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機與目標 2
第二章 文獻回顧 3
2-1 奈米碳管 3
2-1-1 奈米碳管簡介(Carbon nanotubes,CNTs) 3
2-1-2 奈米碳管的結構 5
2-1-3 奈米碳管的合成 9
2-1-4 奈米碳管的特性 10
2-1-5 奈米碳管的應用 14
2-1-6 奈米碳管的改質 17
2-2 導電高分子 21
2-2-1 導電高分子簡介 21
2-2-2 導電高分子的能帶理論 24
2-2-3 導電高分子的應用 28
2-3 嵌段共聚物 31
2-3-1 嵌段共聚物簡介 31
2-3-2 嵌段共聚物的應用 33
2-4 聚(3-烷基噻吩) 34
2-4-1 聚(3-烷基噻吩)的簡介 34
2-4-2 聚(3-烷基噻吩)的合成 35
2-4-3 聚(3-烷基噻吩)的導電機制 38
2-5 導電高分子/奈米碳管複合材料 39
2-5-1 導電高分子/奈米碳管複合材料簡介 39
2-5-2 導電高分子/奈米碳管複合材料的應用 42
第三章 實驗方法 44
3-1 實驗架構 44
3-2 藥品 45
3-3 實驗儀器設備 47
3-4 實驗步驟 50
3-4-1 聚(3-烷基噻吩)/多壁奈米碳管的合成 50
3-4-2 PCMS-PFO-PCMS/多壁奈米碳管的合成 51
3-4-3 親水性PCMS-PFO-PCMS/多壁奈米碳管複合物的製備 52
第四章 結果與討論 53
4-1 聚(3-烷基噻吩)/多壁奈米碳管複合物探討 53
4-1-1 膠體滲透層析儀分析 53
4-1-2 紫外線-可見光與螢光光譜儀分析 54
4-1-3 熱重分析儀之熱性質分析 69
4-1-4 場發射掃描式電子顯微鏡之表面形態分析 72
4-1-5 穿透式電子顯微鏡之表面分析 74
4-1-6 拉曼光譜儀分析 77
4-2 PCMS-PFO-PCMS/多壁奈米碳管複合物探討 81
4-2-1 膠體滲透層析儀分析 81
4-2-2 核磁共振光譜儀分析 82
4-2-3 紫外線-可見光與螢光光譜儀分析 83
4-2-4 熱重分析儀之熱性質分析 96
4-2-5 場發射掃描式電子顯微鏡之表面形態分析 98
4-2-6 穿透式電子顯微鏡之表面分析 100
4-2-7 拉曼光譜儀分析 101
4-2-8 PCMS-PFO-PCMS/MWNT的胺化分析 104
第五章 結論 106
5-1 結論 106
5-2 未來展望 108
第六章 參考文獻 109
1.Iijima, S. Nature 1991, 354, (6348), 56.
2.Iijima, S.; Ichihashi, T. Nature 1993, 363, 603-605.
3.Bethune, D. S.; Klang, C. H.; Vries, M. S. d.; Gorman, G.; Savoy, R.; Vazquez, J.; Beyers, R. Nature 1993, 363.
4.Heer, W. A. d.; Baughman, R. H.; Zakidow, A. A. Science 2002, 297, (5582), 787.
5.Thostensona, E. T.; Renb, Z.; Choua, T.-W. Composites Science and Technology 2001, 61, 1899-1912.
6.黃建盛. 科學新天地 第13期, 4-9頁.
7.Hamada, N.; Sawada, S.-i.; Oshiyama, A. Physical Revuew Letters 1992, 68.
8.Saito, R.; Fujita, M.; Dresselhaus, G.; Dresselhaus, M. S. Applied Physics Letters 1992, 60, (18), 2204-2206.
9.Ebbesen, T. W.; Lezec, H. J.; Hiura, H.; Bennett, J. W.; Ghaemi, H. F.; Thio, T. Nature 1996, 382, 54-56.
10.Fischer, J. E. Accounts of chemical research 2002, 35, (12), 1079-1086.
11.Terrones, M.; Hsu, W. K.; Kroto, H. W.; Walton, D. R. M. Topics in Current Chemistry 1991, 1, 1998.
12.Hone, J.; Whitney, M.; Piskoti, C.; Zettel, A. Physical Review B: Condensed Matter 1999, 59, 2514.
13.Yi, W.; Gu, L.; Zhang; Pan, Z. W.; Xie, S. S. Physical Review B: Condensed Matter 1999, 59, 9015.
14.Osman, M.; Srivastava, D. Nanotechnology 2001, 12, 21.
15.Hone, J.; Llaguno, M.; Biercuk, M. J.; Johnson, A. T.; Batlogg, B.; Benes, Z.; Fischer, J. E. Applied Physics A 2002, 74, (3), 339-343.
16.Falvo, M.; Clary, G.; II, R.; Chi, V.; Brooks, F. P.; WASHBURN, S.; SUPERFINE, R. Nature 1997, 12, (21), 582-584.
17.Treacy, M. M. J.; Ebbesen, T. W.; Gibson, J. M. Nature 1996, 381, 678-680.
18.Iijima, S.; Brabec, C.; Maiti, A.; Bernholc, J. Journal of Chemical Physics 1996, 104, 2089.
19.Tsang, S. C.; Chen, Y. K.; Green, M. L. H. Nature 1994, 372, (6502), 159.
20.Lago, R. M.; Tsang, S. C.; M. L. H. Green. Journal of the Chemical Society. Chemical communications 1995, (13), 1355.
21.Hiura, H.; Ebbesen, T. W.; Tanigaki, K. Advanced Materials 1995, 7, 275-276.
22.Liu, J.; Rinzler, A. G.; Dai, H.; Hafner, J. H.; Bradley, R. K.; Boul, P. J.; Lu, A.; Iverson, T.; Shelimov, K.; Huffman, C. B.; Macias, F. R.; Shon, Y. S.; Lee, T. R.; Colbert, D. T.; Smalley, R. E. Science 1998, 280, (5367), 1253.
23.Zhang, N.; Xie, J.; Varadan, V. K. Smart Materials and Structures 2002, 11, 962-965.
24.Yang, D. Q.; Rochette, J. F.; Sacher, E. Journal of Chemical Physics 2005, 109, (16), 7788.
25.Gu, Z.; Peng, H.; Hauge, R. H.; Smalley, R. E.; Margrave, J. L. NANO LETTERS 2002, 2, 1009.
26.Y. Wang, Z. I., S. Mitra. Journal of the American Chemical Society 2006, 128, 95.
27.Moore, V. C.; Strano, M. S.; Haroz, E. H.; Hauge, R. H.; Smalley, R. E. NANO LETTERS 2003, 3, 1379-1382.
28.Islam, M. F.; Rojas, E.; Bergey, D. M.; Johnson, A. T.; Yodh, A. G. NANO LETTERS 2003, 3, 269-273.
29.Zhu, J.; Yudasaka, M.; Zhang, M.; Iijima, S. Journal of physical chemistry 2004, 108, 11317.
30.O''Connell, M. J.; Boul, P.; Ericson, L. M.; Huffman, C.; Wang, Y.; Haroz, E.; Kuper, C.; Tour, J.; Ausman, K. D.; Smalley, R. E. Chemical physics letters 2001, 342, 265-271.
31.Hirsch, A. Angewandte Chemie International Edition 2002, 41, (11), 1853-1859.
32.Hapman, D.; Warm, R. J.; Ffitzgerald, A. G. Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions 1964, 294, 60.
33.Shirakawa, H.; Ikeda, S. Polymer 1971, 2, 231.
34.Shirakaw, H.; Louis, E. J.; MacDiarmid, A. G.; Chiang, C. K.; Heeger, A. J. Journal of the Chemical Society. Chemical communications 1977, (16), 578.
35.MacDiarmid, A. G.; Epstein, A. J. Faraday discussions of the Chemical Society 1989, 88, 317.
36.Nakanishi, H.; Matsuda, H. Conductive Polymers 1987.
37.陳壽安. 物理雙月刊, (廿三卷二期), 312-321.
38.Hillmyer, M. Current Opinion in Solid State and Materials Science 4 1999, 31, 3532.
39.Jen, K. Y.; Oboodi, R.; Elsenbaumer, R. L. Polymer Engineering and Science 1985, 53, 79.
40.Chen, T.-A.; Rieke, R. D. Journal of the American Chemical Society 1992, 114, 10087.
41.Sato, M.-a.; Morii, H. Macromolecules 1991, 24, 1196.
42.Sugimoto, R.; Takeda, S.; Gu, H. B.; Yoshino, K. Chemistry Express 1986, 1, 635.
43.McCullough, R. D.; Lowe, R. D. Journal of the Chemical Society. Chemical communications 1992, 70.
44.Lowe, R. S.; Khersonsky, S. M.; McCullough, R. D. Advanced Materials 1999, 11, 250.
45.Chen, T.-A.; Rieke, R. D. Syntheic Metals 1993, 60, 675.
46.Andersson, M. R.; Selse, D.; Berggren, M.; Järvinen, H.; Hjertberg, T.; Inganäs, O.; WennerstrÖm, O.; Österholm, J. E. Macromolecules 1994, 27, 6503.
47.Ajayan, P. M.; Stephan, O.; Colliex, C.; Trauth, D. Science 1994, 265, (5176), 1212.
48.Tang, B. Z.; Xu, H. Macromolecules 1999, 32, 2569-2576.
49.Curran, S. A.; Ajayan, P. M.; Blau, W. J.; Carroll, D. L.; Coleman, J. N.; Dalton, A. B.; Davey, A. P.; Drury, A.; McCarthy, B.; Maier, S.; Strevens, A. Advanced Materials 2008, 10, 1091-1093.
50.Star, A.; Stoddart, J. F.; Steuerman, D.; Diehl, M.; Boukai, A.; Wong, E. W.; Yang, X.; Chung, S.-W.; Choi, H.; Heath, a. J. R. Angewandte Chemie International Edition 2001, 40, 1271-1275.
51.Cheng, F.; Imin, P.; Maunders, C.; Botton, G.; Adronov, A. Macromolecules 2008, 41, 2304-2308.
52.Kymakis, E.; Alexandrou, I.; Amaratunga, G. A. J. Applied Physics Letters 2002, 80, 1435-1437.
53.Kymakis, E.; Alexandou, I.; Amaratunga, G. A. J. Syntheic Metals 2002, 59-62.
54.Kymakis, E.; Amaratunga, G. A. J. Solar Energy Materials & Solar Cells 2003, 80, 465-472.
55.Kymakis, E.; Amaratunga, G. A. J. Syntheic Metals 2004, 142, 161-167.
56.Kymakis, E.; Amaratunga, G. A. J. Journal of Applied Physics 2006, 084302.
57.Musumeci, A. W.; Silva, G. G.; Liu, J.-W.; Martens, W. N.; Waclawik, E. R. Polymer 2007, 48, 1667-1678.
58.Kim, K. K.; Yoon, S.-M.; Choi, J.-Y.; Lee, J.; Kim, B.-K.; Kim, J. M.; Lee, J.-H.; Paik, U.; Park, M. H.; Yang, C. W.; An, K. H.; Chung, Y.; Lee, Y. H. Advanced Functional Material 2007, 17, 1775-1783.
59.Geng, J.; Kong, B.-S.; Yang, S. B.; Youn, S. C.; Park, S.; Joo, T.; Jung, H.-T. Advanced Functional Material 2008, 18, 2659-2665.
60.Zou, J.; Liu, L.; Chen, H.; Khondaker, S. I.; Richard D. McCullough; Huo, Q.; Zhai, L. Advanced Materials 2008, 20, 2055-2060.
61.Saini, V.; Li, Z.; Bourdo, S.; Dervishi, E.; Xu, Y.; Ma, X.; Kunets, V. P.; Salamo, G. J.; Viswanathan, T.; Biris, A. R.; Saini, D.; Biris, A. S. The Journal of Physical Chemistry C 2009, 113, 8023-8029.
電子全文 電子全文(本篇電子全文限研究生所屬學校校內系統及IP範圍內開放)
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top