公開發表!西安工大科研團隊取得重磅研究成果,登上國家期刊

西安工業大學招生辦 發佈 2022-11-25T14:13:52.709717+00:00

近日,西安工業大學顏海燕副教授團隊在該研究領域取得最新進展,研究成果《界面誘導組裝聚苯胺晶態薄膜及其氣體響應性能》現已成功發表於《中國塑料》。

導電聚合物聚苯胺具有良好的導電性、獨特的摻雜機理、良好的穩定性等優點,在化學傳感器、光學顯示器、太陽能電池等方面具有良好的應用前景。近日,西安工業大學顏海燕副教授團隊在該研究領域取得最新進展,研究成果《界面誘導組裝聚苯胺晶態薄膜及其氣體響應性能》現已成功發表於《中國塑料》。

《中國塑料》是國家科委和國家新聞出版署批准的全國性(中央級)科學技術期刊,屬全國中文核心期刊、中科雙效期刊、美國化學文摘(CA)收錄核心期刊、中國科技論文統計與分析源期刊、中國科學引文索引核心期刊(CSCD),曾榮獲第三屆國家期刊獎。該刊以推動塑料工業的科技進步和發展為己任,準確報導國內外塑料工業的發展趨勢,及時反映塑料工業的發展動態,已成為行業中最有影響的雜誌之一。

導電聚合物聚苯胺應用前景雖然廣闊,但二維導電聚合物薄膜表現出大的比表面積、高的電子遷移率、氣體易脫嵌等特點,也引起研究者們對其結構與氣敏性展開了大量研究。Amruta等採用化學氧化聚合法製備了支鏈聚苯胺納米纖維並沉積於玻璃基片上形成膜傳感器,該膜由相互連接的支鏈PANI納米纖維網絡形成,整體呈半晶態結構,對於100 ppm的NH3具有最高的氣敏性,其靈敏度為63.5 %,但是其較大的膜厚度使其氣敏測試循環穩定性不理想。

由此可見,聚苯胺膜晶態結構和厚度對NH3氣敏性有明顯影響,而常規的化學氧化和電化學沉積法因對PANI鏈聚集態結構約束作用差導致晶態薄膜形成困難。

西安工大顏海燕研究團隊以苯胺單體,採用界面模板法誘導聚苯胺在氣⁃液界面形成晶態薄膜,通過聚合物鏈間相互作用使分子鏈線圈構象展開,實現有序超分子組裝。並用光譜分析、XRD、TEM等手段進行表徵,用CGS⁃1TP智能氣體檢測分析系統對NH3的氣感性能進行測試,研究模板誘導作用、反應時間對PANI晶態薄膜的結構與氣體響應性能的影響,為開發先進傳感材料提供新途徑。

顏海燕,博士,西安工業大學材料與化工學院副教授。曾獲陝西省高等學校科學技術獎三等獎3項、西安工業大學科學技術獎二等獎、教學成果一等獎,指導國家級和省級大創項目6項,參編教材1部。主要研究方向為導電功能高分子及其複合材料。

研究結果表明:DBSA誘導PANI構象展開並在氣⁃液界面有序組裝形成晶態薄膜,隨著薄膜厚度增加,DBSA誘導作用減弱,無定形結構特徵逐漸增強;經過氣體響應性能測試分析,發現製備的PANI晶態薄膜具有快速響應恢復特性和優異的循環穩定性,為探索晶態導電聚合物薄膜和高性能NH3氣體傳感器製備提供了新思路。

西安工業大學碩士研究生董經緯為該文第一作者,顏海燕副教授為通信作者,第一完成單位為西安工業大學材料與化工學院。該項目受到陝西省自然科學基礎研究計劃(2022JM-215)、西安工業大學國家級大創項目(202110702013)資助。

拓展閱讀:

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文章素材來源:中國塑料編輯部官微、《中國塑料》官網、中國知網、西安工業大學材料與化工學院官網等

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