基本信息
- 项目名称：
- 聚噻吩∕SBA-15主客体复合材料的合成及湿敏性质
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 通过化学法合成PTh/SBA-15主客体复合材料，对材料的结构和形貌进行了表征。对材料湿敏性能的研究结果表明，与体相的聚噻吩相比，PTh/SBA-15主客体复合材料表现出更好的湿敏性能。
- 详细介绍：
- 以噻吩为单体，FeCl3为氧化剂，化学法合成了聚噻吩（PTh）及PTh/SBA-15主客体复合材料，通过红外、XRD及SEM等手段对材料的结构和形貌进行了表征。对材料湿敏性能的研究结果表明，与体相的聚噻吩相比，PTh/SBA-15主客体复合材料表现出更好的湿敏性能。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 撰写目的：纯聚噻吩有较高的导电性及环境稳定性因而在湿度传感器方面有潜在的应用价值，而聚噻吩∕SBA-15主客体复合材料较纯的聚噻吩有更优异的湿敏性能。 基本思路：用化学法使噻吩在介孔分子筛SBA-15的孔道中聚合形成PTh/SBA-15主客体复合材料，并且用ZL-5 型的LCR分析仪对其湿敏性质进行表征和研究。
科学性、先进性及独特之处
- 利用介孔材料高度有序的孔道结构、可调控的孔径尺寸、孔尺寸均匀等性质，将客体材料组装到介孔主体材料的孔道中而形成主客体复合材料，从而使原来客体材料的性能显著提高。SBA-15有序的介孔孔道使得聚噻吩在孔道中定向排列因而有利于水分子的传输，从而提高了其湿敏性能。
应用价值和现实意义
- 湿度敏感传感器在环境检测及监视领域有着广泛的应用。发展新型的湿度敏感材料是非常有意义的。在众多的聚合物中，导电聚合物如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等，由于其有较高的导电性及环境稳定性而被期待在湿度传感器方面有潜在的应用价值。用化学法使噻吩在介孔分子筛SBA-15的孔道中聚合形成PTh/SBA-15主客体复合材料比相应的纯聚噻吩有着更好的湿敏性能，更适合于做湿度传感器材料，有较好的应用前景。
学术论文摘要
- 以噻吩为单体，FeCl3为氧化剂，化学法合成了聚噻吩（PTh）及PTh/SBA-15主客体复合材料，通过红外、XRD及SEM等手段对材料的结构和形貌进行了表征。对材料湿敏性能的研究结果表明，与体相的聚噻吩相比，PTh/SBA-15主客体复合材料表现出更好的湿敏性能。
获奖情况
- 2011年获得西北工业大学第十三届“三航杯”大学生课外学术科技作品竞赛金奖
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] Connolly EJ, Pham HTM, Groeneweg J, Relative humidity sensors using porous SiC membranes and Al electrodes . Sens. Actuators B, 2004, 100:216 [2] Li Y, Yang MJ. A novel highly reversible humidity sensor based on poly (2-propyn-2-furoate) . Sensor.Actuat.B-Chem, 2002, 86: 155 [3] Li N, Li XT, Geng WC, Zhang T, Zuo Y, Qiu SL. Synthesis and Humidity Sensitivity of Conducting Polyaniline in SBA-15.J.Appl.Polym.Sci, 2004, 93: 1597. [4] Geng WC, Li XT, Li N, Zhang T, Wang W, Qiu SL. Humidity Sensitivity of Polypyrrole and Polypyrrole/SBA-15 Host–Guest Composite Materials.J.Appl.Polym.Sci, 2006, 102: 3301
同类课题研究水平概述
- 湿度传感器，是指对环境相对湿度（Relative humidity,RH%）具有响应并将其转换成可测量电信号（如电阻、电容、频率）的一类装置。它在工业加工及环境控制等领域有着与日俱增的应用。 湿度传感器的核心是敏感材料。理想的湿度传感器要求具备灵敏度高、响应速度快、线性度好、湿滞回差小、长期稳定性好等特点。要满足这些要求，敏感材料的选择最为关键。为了获得高性能的湿敏材料，国内外许多学者作了大量工作。如浙江大学杨慕杰、李扬，韩国Gong.M.S，印度K.S Nagaraja等人分别在聚合物、金属氧化物等材料的湿度传感性质方面做了很多工作。 研究表明，材料中的孔结构对环境湿度中水分子的吸附、扩散有重要影响，可以有效提高材料的湿敏性能。但是，目前常研究的湿敏材料中，孔大多源自粒子间隙，杂乱无序且连通性不好，从而使得水分子的扩散途径曲折而多阻。李晓天等人将导电聚合物聚苯胺及聚吡咯组装进有序介孔分子筛SBA-15的孔道中并研究了其湿敏性质，研究发现，组装后湿度传感性质有明显提高。本作品就是基于李晓天等人的理论及实验基础研究了另外一种导电聚合物聚噻吩在介孔分子筛中的组装并研究其湿敏性质。
