پایان نامه ارشد رشته شیمی : سنتز شیمیایی و شناسایی نانو­کامپوزیت­های پلی(3-متیل­تیوفن)/ SiO2

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته شیمی گرایش الی

با عنوان :  سنتز شیمیایی و شناسایی نانو­کامپوزیت­های پلی(3-متیل­تیوفن)/ SiO2

در ادامه مطلب می توانید تکه هایی از ابتدای این پایان نامه را بخوانید

و در صورت نیاز به متن کامل آن می توانید از لینک پرداخت و دانلود آنی برای خرید این پایان نامه اقدام نمائید.

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد دامغان

دانشکده علوم پایه، گروه شیمی

پایان نامه کارشناسی ارشد رشته شیمی آلی M.Sc

 عنوان

سنتز شیمیایی و شناسایی نانو­کامپوزیت­های پلی(3-متیل­تیوفن)/ SiO2 به روش امولسیون وارونه

 استاد راهنما

دکتر حسین بهنیافر

استاد مشاور

دکتر حمزه کیانی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده درج نمی شودتکه هایی از متن به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)فهرست مطالب
عنوانصفحه
چکیده1
فصل اول: کلیات پژوهش2
1-1- مکانیسم رسانایی5
1-2- دوپه­شدن وانواع آن6
1-2-1- دوپه­شدن شیمیایی6
1-2-2- دوپه­شدن الکتروشیمیایی6
1-2-3- دوپه­شدن نوری7
1-3- ویژگی­های جدید و تکنولوژی­های جدید8
1-4- پلی)3-متیل­تیوفن(9
1-4-1- سنتز شیمیایی پلی­آلکیل­تیوفن­ها (PAThs)11
1-4-1-1- سنتز با کاتالیزگرهای فلزی12
1-4-1-2- سنتز با FeCl312
1-4-2- سنتز الکتروشیمیایی14
1-4-3- انواع اتصالات مونومری15
1-5- پلیمری­شدن امولسیونی18
1-5-1- تئوری20
1-5-2- فرآیندها22
1-5-3- آغازگرها22
1-5-4- سورفکتانت‌ها22
1-5-5- انواع مختلف تکنیک­های امولسیونی23
1-5-5-1- مینی­امولسیونی23
1-5-5-2- میکروامولیسونی24
1-5-5-3- امولیسون وارونه25
1-6- نانوتکنولوژی26
1-6-1- نانوکامپوزیت­ها26
1-6-2- نانوکامپوزیت­های هسته- پوسته28
1-7- نانوسیلیکا28
فصل دوم: مروری بر پژوهش­های انجام شده30
2-1- پژوهش­های اخیر پیرامون نانوکامپوزیت­های پلی(3-متیل­تیوفن)30
2-2- پژوهش­های اخیر پیرامون نانوکامپوزیت­های پلیمرهای رسانا/SiO235
2-3- پژوهش‌های اخیر پیرامون به کاربردن تکنیک امولسیون­ وارونه برای سنتز پلیمرهای رسانا37
2-4- هدف از پژوهش39
فصل سوم: مواد و روش­ها41
3-1- مواد شیمیایی41
3-2- دستگاهوری42
3-3- سنتز نمونه­ی شاهد: پلی(3-متیل­تیوفن) خالص P3MTh /SDBS/TOL43
3-4- سنتز نانوکامپوزیت­های پلی(3-متیل­تیوفن)/ SiO2با سورفکتانت­های مختلف43
فصل چهارم: نتایج و بحث44
4-1- بررسی نمونه شاهد: پلی(3- متیل­تیوفن) خالص P3MTh/SDBS/TOL44
4-2- بررسی نانوذره­ی سیلسیم­دی­اکسید47
4-3- بررسی نانوکامپوزیتP3MTh/SiO2/SDBS/TOL48
4-4- بررسی نانوکامپوزیت SPSS/TOL/P3MTh/SiO252
4-5- نتیجه­گیری: مقایسه­ی نتایج با یکدیگر56
فهرست منابع63
پیوست: واژه­نامه فارسی- انگلیسی71
چکیده انگلیسی79
فصل اولکلیات پژوهشبسیاری از پلیمرهایی که در گذشته مورد استفاده قرارمی‌گرفتند پلاستیک‌ها بودند. ویژگی­های این پلیمرها با فلزات تفاوت‌های بسیاری دارد و این پلیمرها رسانای ­جریان ­الکتریکی نمی‌باشند. بنابراین تا مدت­ها تصور بر این بود که پلیمرها نارسانا هستند­ تا اینکه آلن­جی­هیگر[1]، آلن­جی­مک­دیارمید[2] و هیدکی­شیراکاوا[3] این نگرش را با کشف پلیمرهای رسانا تغییر دادند. پلی­استیلن[4] یک پودر سیاه رنگ است که در سال 1974 به صورت یک فیلم نقره‌ای توسط شیراکاوا و همکارانش از استیلن با استفاده از یک کاتالیزگر زیگلر- ناتا[5] تهیه شد اما این پلیمر برخلاف ظاهر فلز مانندش رسانای جریان الکتریسیته نبود. در سال 1977 شیراکاوا، مک­دیارمید و هیگر متوجه شدند که بوسیله‌ی اکسید­کردن پلی­استیلن با بخار کلر[6]، برم[7] یا ید [8]فیلم‌های پلی­استیلن تا 109 برابر رساناتر می‌شوند (شیراکاوا وهمکاران، 1977). این واکنش با هالوژن‌ها به دلیل شباهت با فرآیند دوپه­شدن نیمه­رساناها دوپینگ نامیده­ شد. قدرت رسانایی فرم دوپه­شده‌ی پلی­استیلن S.m-1105 بود که بالاتر از پلیمرهای شناخته شده‌ی قبلی قرار داشت. سرانجام در سال 2000 جایزه­ی نوبل شیمی به آن­ها به خاطر کشف پلیمرهای رسانا اهدا­­ شد. این اکتشاف باعث شد دانشمندان توانایی ترکیب ویژگی­های نوری و الکترونیکی نیمه­رساناها و فلزات را با ویژگی­های مکانیکی و فرآیندپذیری آسان پلیمرها پیدا کنند. بنابراین توجه بسیاری از پژوهشگران به این زمینه جلب و این امر باعث رشد سریع و چشمگیر آن شد. مزایای استفاده از پلیمرهای­ رسانا در وزن کم، ارزان­ بودن و از همه مهمتر فرآیندپذیریِ آسان آن‌هاست. رسانایی الکتریکی این مواد حدواسط بین نیمه­رساناها و فلزات می‌باشد. شکل (1-1) این محدوده را نشان می­دهد.در واقع پلیمرهای ­رسانا، پلیمرهایی هستند که بدون افزایش مواد رسانای معدنی قابلیت رسانایی جریان الکتریسیته را دارند (سیتارام و همکاران[9]، 1977). همانگونه که در شکل (1-2) نشان­داده شده از جمله مهمترین این پلیمرها پلی­استیلن(PA) ، پلی­پارافنیلن[10] (PP)، پلی­آنیلین[11] (PANI)، پلی­پایرول[12] (PPy)، پلی­تیوفن[13] (PTh) و مشتقات آن‌ها می‌باشند (کمپبل و همکاران[14]، 1977).یک ویژگی کلیدی و مهم پلیمرهای رسانا حضور پیوندهای دوگانه مزدوج در طول زنجیر پلیمر است. در مولکول‌های مزدوج پیوندهای بین اتم‌های کربن به صورت یک در میان یگانه و دوگانه هستند. در این مولکول‌ها هر پیوند یک­گانه شامل یک پیوند سیگمای (σ) مستقر که از یک پیوند شیمیایی قوی ساخته شده است می‌باشد علاوه بر این هر پیوند دوگانه شامل یک پیوند π غیرمستقر ضعیف‌تر هم هست است اما مزدوج بودن برای رسانایی این پلیمرها کافی نیست و دوپه­شدن این پلیمرها نیز برای رسانا کردن آن‌ها لازم است.امروزه این پلاستیک‌های رسانا در صنایع مختلفی مانند پوشش‌های ضد خوردگی، سوپرخازن‌ها، پوشش‌های آنتی­استاتیک و پنجره‌های هوشمند که مقادیر مختلف نور را از خود عبور می‌دهند مورد استفاده قرارمی‌گیرند. نسل دوم پلیمرهای رسانا در زمینه‌هایی مانند ترانزیستورها، دیودهای نشرکننده‌ی نور، نمایشگرهای تلویزیونی مسطح و سلول‌های خورشیدی و غیره به کار می‌روند.
  • مکانیسم رسانایی
الکترون‌های غیرمستقر در ساختار پلیمرهای­ رسانای مزدوج از طریق همپوشانی اوربیتال‌های π باعث ایجاد یک سیستم π پیوسته در طول زنجیر پلیمری با یک نوار ظرفیتی پر می‌شوند. بوسیله‌ی حذف الکترون‌ها از این سیستم π (p-doping) و با افزایش الکترون‌ها به آن (n-doping) یک واحد باردار به نام بای­پلارون[15] ایجاد می‌شود. شکل (1-3) دوپینگ نوع P زنجیر پلی­تیوفن را نشان می­دهد.) بای­پلارون تولید می­کند (ویکی­پدیا[16]). p شکل (1-3) گرفتن دو الکترون از زنجیر پلی­تیوفن (دوپینگ نوع بای­پلارون ایجاد شده در طول زنجیر پلیمری حرکت می‌کند و این امر باعث رسانایی جریان الکتریسیته در پلیمرها می‌شود. معمولاً دوپه­شدن در پلیمرهای ­رسانا در سطوح بالاتری (%40-20) نسبت به نیمه­رساناها (%1<) انجام می‌شود. برای تعدادی از نمونه‌های پلی­(3-­دودسیل­تیوفن)[17] دوپه­شده رسانایی S.cm-1 1000 مشاهده شده ­است (در مقایسه رسانایی مس تقریباًٌ S.cm-1 105×5 می‌باشد). عموماً رسانایی PThها کمتر از S.cm-1 1000 می‌باشد اما رسانایی بالا برای بسیاری از کاربردهای پلیمرهای رسانا لازم نیست (ماستاراگوستینو[18] و سودو[19]1990؛ احمد[20] و مک­دیارمید، 1996).
  • دوپه­شدن و انواع آن
تزریق بار به زنجیر پلیمرهای ­رسانا (دوپه­شدن) منجر به پدیده‌های مهم و قابل­توجه بسیاری می‌شود (هیگر، 2001).1-2-1- دوپه­شدن شیمیاییدوپه­شدن شیمیایی پلیمرهای ­رسانا شامل انتقال بار شیمیایی (اکسیداسیون (p-type doping)، کاهش (n-typedoping)) بوسیله­ی یک اکسنده خارجی می­باشد که در شکل (1-4) نشان­داده شده­ است (شیراکاوا و همکاران، 1977؛ چیانگ و همکاران[21]، 1977؛ چیانگ و همکاران، 1978).شکل(1-4) دوپه­شدن شیمیایی(هیگر، 2001).وقتی سطح دوپه­شدن به مقدار کافی بالا باشد ساختار الکترونیکی این پلیمرها مشابه فلزات می‌شود (هیگر، 2001).1-2-2- دوپه­شدن الکتروشیمیایی                                                                     در دوپه­شدن الکتروشیمیایی الکترود بار لازم برای اکسایش و کاهش پلیمرهای ­رسانا را فراهم می‌کند و سطح دوپه­شدن بوسیله‌ی ولتاژ بین پلیمر ­رسانا و جفت الکترود تشخیص داده می‌شود (هیگر و همکاران، 1979؛ جونز و همکاران[22]، 1979؛ بچ و همکاران[23]، 1979). شکل (1-5) دوپه­شدن الکتروشیمیایی را نشان می­دهد.شکل (1-5) دوپه­شدن الکتروشمیایی (هیگر، 2001).1-2-3- دوپه­شدن نوری        همانگونه که شکل (1-6) نشان می­دهد در دوپه­شدن نوری، پلیمرهای رسانا به صورت موضعی توسط جذب نور و جدایی بار اکسایش و کاهش پیدا می‌کنند.شکل(1-6) دوپه­شدن نوری (هیگر، 2001).*در این معادله y تعداد جفت حفره‌های الکترونی است (مک­دیارمید، 2001).فرآیند دوپه­شدن تحت تاثیر عوامل مختلفی مثل طول پلارون، طول زنجیر، انتقال بار به مولکول‌های مجاور و طول رزونانسی می‌باشد (مبارکه و همکاران[24]، 2011). همچین ویژگی­های پلیمرهای رسانایِ دوپه­شده هم بستگی به نوع و سایز مولکول دوپه­کننده دارد (سینها و همکاران[25]، 2009؛ رینا و همکاران[26]، 2009). در سال 2009 سینها و همکارانش بیان ­کردند که حلالیت PANI دوپه­شده به سایز مولکول دوپه­کننده وابسته ­است و با افزایش طول زنجیر دوپه­کننده حلالیت آن افزایش می‌یابد (سینها و همکاران، 2009). جنگ و همکارانش[27] در سال 2004 PPy محلول در حلال‌های آلی را با دوپه­کننده­هایی مثل نمک­سدیم­نفتالن­سولفونیک­اسید[28]، نمک­سدیم­دودسیل­بنزن­سولفونیک­اسید[29]، نمک­سدیم­بوتیل­نفتالن­سولفونیک­اسید[30] و نمک­سدیم­دی2-اتیل­هگزیل­سولفوسوکسینیک­اسید[31] سنتز کردند (جنگ و همکاران، 2004). همچنین در سال 2008 گروه لیو[32] PPy دوپه­شده با مونو و دی­سولفونیک­اسیدهای­نفتالن را به صورت درجا تهیه ­کرده و پایداری حرارتی PPyهای دوپه­شده با دوپه­کننده­های مختلف را بررسی ­کردند. نتایج نشان ­داد که پایداری حرارتی PPy به مقدار زیادی بستگی به نوع و غلظت عامل دوپه­کننده دارد (لیو و همکاران، 2008).
  • ویژگی­های جدید و تکنولوژی­های جدید
در اواخر دهه‌ی 1970 که پلیمرهای مزدوج معرفی شدند ادعا شد که منجر به ایجاد نسل جدیدی از ابزارهای الکترونیکی و اپتیکی می‌شوند. اکنون با ایجاد تکنولوژی­هایی همچون دیودهای نوری پلیمری (LEDها) (بروگس و همکاران[33]، 1990) و ترانزیستورهای آلی (هانگ و همکاران[34]، 2011؛ باسیریکو وهمکاران[35]، 2011؛ شین و همکاران[36]، 2012) مشخص شده که وقوع این صنایع جدید حتمی است. پلیمرهای رسانا دارای پایداری محیطی و گرمایی می‌باشند لذا می‌توان از آن‌ها به عنوان مواد ­رسانای الکتریکی، ابزارهای اپتیکی (جنگ و اُه[37] 2005)، LEDهای پلیمری (کیم و همکاران[38]، 2003؛ کیم و همکاران، 2005؛ جو و همکاران[39]، 2003)، پنجره‌های الکتروکرومیک یا هوشمند (آرگون و همکاران[40]، 2003؛ آرگون و همکاران، 2004؛ چو و همکاران[41]، 2005)، مقاومت‌های نوری، پوشش­های ضد خوردگی (امراد و همکاران[42]، 2009؛ کاستاگنو و همکاران[43]، 2009)، حس‌گرها (امیر[44] و آدِلوجو[45]، 2005؛ لِلوچه و همکاران[46]، 2005)، سلول‌های خورشیدی (کوآکلِی[47] و مک­­جِهِی[48]، 2004؛ یین وهمکاران[49]، 2010) و فوتوولتایی، الکترودها (دی­آرمنتیا و همکاران[50]، 1999؛ جلال[51]، 1998)، مواد جاذب امواج­ مایکرویو، انواع جدیدی از حافظه‌ها (مولر و همکاران[52]، 2003)، نانوسوئیچ‌ها (وونگ[53] و کوردارو[54]، 2011؛ نیومن و همکاران[55]، 2004) و دریچه‌ها، مواد عکاسی، اتصالات الکترونیکی پلیمری، خازن‌ها (جورِویز و همکاران[56]، 2001؛ پارک و همکاران[57]، 2002) ابزارهای الکترونیک و نوری و ترانزیستورها (وِرِس و همکاران[58]، 2004؛ فکچتی و همکاران[59]، 2004) استفاده کرد. شکل (1-7) کاربردهای مختلف پلیمرهای رسانا را نشان می­دهد.تعداد صفحه :95قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود به شما نشان داده می شود

و به ایمیل شما ارسال می شود.

پشتیبانی سایت :        09124404335        info@arshadha.ir

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید