評估不同氧化劑及其比例對聚吡咯物化及電學性質的影響
學生姓名:
陳映君
指導教授:
黃意真
學 期:
113下
摘 要:
近年來，導電聚合物 (Conducting polymers, CPs) 因其特性，成為研究人員關注的範疇。在各類導電聚合物中，聚吡咯 (Polypyrrole, PPy) 尤其以顯著的環境穩定性和在摻雜過程中的卓越導電性而備受矚目。經過氧化還原反應後呈現半導體特性，氧化狀態下的聚合物顯示出不同的光學、電學和熱電性質，這些特性為生物醫學領域的應用提供了基礎。然而，要有效地將 PPy 用作生物材料植入物，必須理解並控制該聚合物的電學性質、物理形態及表面化學性質。目前有多種方法可以合成 PPy，其中化學氧化聚合方法因其簡單的實驗設置、快速的製備過程和易於大規模生產而受到青睞。氧化劑的性質是影響 PPy 性能的關鍵因素之一，因此，挑選最適合的氧化劑/單體 (吡咯Pyrrole, Py) 莫爾比對 PPy 的影響是至關重要的。根據文獻，目前氧化劑/單體之莫爾比對 PPy 基本性質之影響的研究較少，故在本篇報告中，討論了不同氧化劑，如過硫酸銨 (Ammonium persulfate, APS) 及氯化鐵 (FeCl3) 以及其不同比例之莫爾比對PPy形態結構、導電性質的影響。第一篇文獻製備 PPy/APS，隨著莫爾比 (APS:Py) 在 0.5 到 3 之間變化，聚集顆粒的形態行為也隨之改變，這一點通過 SEM、FTIR 和 XRD 研究得到了證實。第二篇文獻則是製備 PPy/ FeCl3，調整該比率使我們在 FeCl3:Py 為 2:1 時，能夠獲得最佳的電導度 (3.42 × 10−2 S/cm)，第三篇文獻運用了兩種不同的氧化劑去製備 PPy/APS (1:2) 及 PPy/FeCl3 (1:2)，使用 FeCl3 氧化劑合成的 PPy 具有比 APS 合成的 PPy 更高的電導度 (2.22 × 10-4 S/cm) 及晶體度。研究結果突顯了 PPy 的多樣性及其透過選擇適當的氧化劑/單體莫爾比來作為生醫材料應用的潛力。
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