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高性能聚噻吩导电复合材料的设计制备与性能研究

摘要第5-7页
ABSTRACT第7-9页
引言第15-17页
第1章 聚噻吩的电化学及刺激响应性研究概述第17-42页
    1.1 PEDOT的发展与研究第17-19页
        1.1.1 PEDOT的研究历史第17页
        1.1.2 PEDOT的化学结构第17-18页
        1.1.3 PEDOT的合成方法第18页
        1.1.4 PEDOT复合物的平面结构及立体结构第18-19页
    1.2 超级电容器第19-22页
        1.2.1 超级电容器的组成第19-20页
        1.2.2 超级电容器的分类第20页
        1.2.3 超级电容器面临的挑战与未来发展方向第20-21页
        1.2.4 导电高分子作为超级电容器活性材料第21-22页
    1.3 PEDOT在超级电容器领域的研究现状第22页
        1.3.1 聚合方法对于PEDOT比电容值的影响第22页
        1.3.2 聚合条件对于PEDOT比电容值的影响第22页
        1.3.3 表面形态对PEDOT比电容值的影响第22页
    1.4 刺激响应性材料第22-25页
        1.4.1 自然界中的响应性运动第22-23页
        1.4.2 智能响应性材料第23-24页
        1.4.3 刺激响应性材料第24页
        1.4.4 刺激响应性材料研究进展第24-25页
    1.5 湿度响应性材料第25-26页
        1.5.1 利用细菌孢子组装的湿度响应性驱动器第25-26页
        1.5.2 仿生湿度响应性聚吡咯驱动器第26页
        1.5.3 高分子复合物光控湿度驱动驱动器第26页
    1.6 PEDOT在响应性材料领域的研究现状第26-28页
        1.6.1 PEDOT:PSS/PVDF湿度响应性双层驱动器第27页
        1.6.2 PEDOT:PSS/PDMS湿度响应性双层驱动器第27页
        1.6.3 PEDOT:PSS/PEG湿度响应性双层驱动器第27-28页
    1.7 磁场响应性材料的研究现状与展望第28-29页
        1.7.1 磁铁纳米颗粒的结构第28页
        1.7.2 磁铁纳米颗粒的合成方法第28-29页
        1.7.3 磁铁纳米颗粒的主要应用第29页
    1.8 磁铁纳米颗粒在刺激响应性材料中的应用简介第29-30页
        1.8.1 负载磁铁纳米颗粒的可注射形状记忆水凝胶第29-30页
        1.8.2 超轻磁性的负载磁铁纳米颗粒的石墨烯压力响应性弹性体第30页
        1.8.3 形状记忆的远程调控性磁铁纳米颗粒-纳菲纤维第30页
    1.9 响应性材料的定向运动第30-32页
        1.9.1 通过施加外界磁场控制湿度响应性聚吡咯薄膜运动方向第30-31页
        1.9.2 通过湿度响应性CNP薄膜一端部分保护实现定向运动第31页
        1.9.3 通过在体系中加入纤维结构使薄膜运动具有取向性第31-32页
    1.10 自然界中的螺旋运动第32-34页
        1.10.1 黄瓜藤的手性螺旋生长第33页
        1.10.2 豆英的手性螺旋张开第33页
        1.10.3 种子芒的螺旋弯曲运动第33-34页
        1.10.4 卷柏茎的螺旋弯曲第34页
    1.11 人工合成螺旋运动材料的研究现状第34-37页
        1.11.1 通过手性液晶分子得到具有特定运动方向的光热响应材料第34-35页
        1.11.2 通过双层结构的材料得到具有特定形变方式的响应性驱动器第35-37页
        1.11.3 通过两种周期性平行排列的材料得到特定形变方式第37页
    1.12 高强度高韧性聚噻吩的合成及性能研究第37-40页
        1.12.1 聚噻吩的聚合机理第37-39页
        1.12.2 聚噻吩掺杂的研究第39-40页
        1.12.3 聚噻吩超级电容器的研究第40页
    1.13 利用超分子自组装法提高导电高分子材料的力学性能第40-42页
第2章 基于PEDOT-PVA水凝胶的柔性超级电容器第42-58页
    2.1 前言第42-43页
    2.2 合成PEDOT-PVA水凝胶第43-45页
        2.2.1 聚合反应机理第43页
        2.2.2 聚合反应步骤第43-44页
        2.2.3 反应体系的优化第44-45页
    2.3 PEDOT-PVA水凝胶的化学表征第45-47页
        2.3.1 PEDOT-PVA水凝胶的化学结构第45-46页
        2.3.2 PEDOT-PVA水凝胶的微观结构第46页
        2.3.3 PEDOT-PVA水凝胶的其他表征第46-47页
    2.4 PEDOT-PVA水凝胶的力学性能第47-48页
    2.5 PEDOT-PVA水凝胶电化学主要参数计算第48-49页
    2.6 PEDOT-PVA水凝胶在三电极体系中的电化学性能第49-51页
        2.6.1 制备PEDOT-PVA水凝胶电极第49页
        2.6.2 循环伏安与电化学阻抗曲线第49-50页
        2.6.3 恒电流充放电曲线第50-51页
    2.7 组装PED0T-PVA水凝胶SSC第51-57页
        2.7.1 制备PVA-Na_2SO_4电解质第51-52页
        2.7.2 制备PEDOT-PVA水凝胶SSC第52页
        2.7.3 PEDOT-PVA水凝胶SSC的电化学性质检测条件第52-53页
        2.7.4 PEDOT-PVA水凝胶SSC的电压窗口上限第53-55页
        2.7.5 PEDOT-PVA水凝胶SSC的电化学稳定性第55-57页
    2.8 总结第57-58页
第3章 PPA薄膜的合成及湿度响应性第58-84页
    3.1 前言第58-59页
    3.2 合成PPA薄膜第59-62页
        3.2.1 方法设计第59-60页
        3.2.2 实验路线摸索第60页
        3.2.3 合成步骤第60-61页
        3.2.4 制备湿度响应性薄膜第61-62页
    3.3 PPA薄膜的化学表征第62-68页
        3.3.1 紫外光谱第62-63页
        3.3.2 光学显微镜观察第63-65页
        3.3.3 PPA薄膜化学结构表征第65-68页
    3.4 PPA薄膜的力学性能第68-71页
        3.4.1 PPA薄膜的拉伸性能第68-70页
        3.4.2 PPA薄膜的承重性能第70-71页
    3.5 PPA薄膜的湿度响应性现象第71-73页
        3.5.1 PPA薄膜的湿度响应性现象第71页
        3.5.2 PPA薄膜的湿度响应性运动第71-73页
    3.6 PPA薄膜的湿度响应性量化第73-75页
        3.6.1 温度对湿度响应性运动的影响第73页
        3.6.2 薄膜几何形状对湿度响应性运动的影响第73-74页
        3.6.3 PPA薄膜的灵敏度第74-75页
    3.7 PPA薄膜湿度响应性的非接触控制第75-78页
        3.7.1 PPA薄膜对远程湿度梯度的响应性现象第75-77页
        3.7.2 PPA薄膜的蝴蝶状呼吸运动第77页
        3.7.3 基于PAA湿度响应性的非接触开关第77-78页
    3.8 PPA薄膜的湿度响应性机理推断第78-83页
        3.8.1 通过光学显微镜观察PPA薄膜的吸水与失水第78-80页
        3.8.2 通过红外光谱检测PPA薄膜与空气中的水交换过程第80-82页
        3.8.3 薄膜响应性机理推断第82-83页
    3.9 总结第83-84页
第4章 PPA薄膜的定向响应性运动第84-101页
    4.1 前言第84-85页
    4.2 磁铁纳米颗粒的合成及表征第85-87页
        4.2.1 磁铁纳米颗粒的合成原理及反应过程第85-86页
        4.2.2 磁铁纳米颗粒反应后处理第86页
        4.2.3 磁铁纳米颗粒的化学性质表征第86-87页
    4.3 磁铁纳米颗粒的掺杂及PPA薄膜的磁场-水汽双应性运动第87-93页
        4.3.1 掺杂方式的选择第87-89页
        4.3.2 掺杂对PPA薄膜化学结构的影响第89-90页
        4.3.3 磁铁纳米颗粒掺杂量对PPA薄膜方向性运动速度的影响第90-92页
        4.3.4 磁铁纳米颗粒掺杂量对PPA薄膜湿度响应性翻转频率的影响第92-93页
    4.4 PPA薄膜的手性螺旋运动第93-95页
        4.4.1 PPA薄膜手性运动的发现第93-94页
        4.4.2 PPA薄膜手性螺旋运动的量化第94-95页
    4.5 PPA薄膜手性螺旋运动的机理第95-99页
        4.5.1 PPA薄膜手性螺旋运动机理的推测第95-96页
        4.5.2 PPA薄膜手性螺旋运动机理的验证第96-99页
        4.5.3 PPA手性螺旋运动的应用第99页
    4.6 总结第99-101页
第5章 基于高强度高韧性聚噻吩复合材料的柔性电子器件第101-120页
    5.1 前言第101-102页
    5.2 研究方法第102-104页
        5.2.1 聚噻吩的电化学合成第102-103页
        5.2.2 聚噻吩的力学性能及结构表征第103页
        5.2.3 聚噻吩的电化学性质表征第103-104页
    5.3 增塑剂及表面活性剂单掺杂对聚噻吩薄膜性能的影响第104-107页
        5.3.1 增塑剂掺杂对聚噻吩薄膜性能的影响第104-105页
        5.3.2 表面活性剂掺杂对聚噻吩薄膜性能的影响第105-107页
    5.4 双掺杂体系对聚噻吩薄膜性能的影响第107-112页
        5.4.1 聚乙二醇分子量对聚噻吩薄膜性能的影响第107-108页
        5.4.2 聚合温度对聚噻吩薄膜性能的影响第108-109页
        5.4.3 聚合电压对聚噻吩薄膜性能的影响第109-111页
        5.4.4 聚噻吩薄膜的掺杂原理第111-112页
    5.5 聚噻吩薄膜的化学结构第112-114页
        5.5.1 聚噻吩薄膜的红外光谱第112页
        5.5.2 聚噻吩薄膜的拉曼光谱第112页
        5.5.3 聚噻吩薄膜的SEM形貌特征第112-113页
        5.5.4 聚噻吩薄膜的XRD光谱及拉伸机制第113-114页
    5.6 聚噻吩薄膜的电化学性质第114-119页
        5.6.1 聚噻吩薄膜柔性导体第114-115页
        5.6.2 聚噻吩电极的电化学性质第115-116页
        5.6.3 聚噻吩超级电容器的电化学性质第116-119页
    5.7 总结第119-120页
第6章 全文总结与展望第120-122页
    6.1 总结第120-121页
    6.2 展望第121-122页
参考文献第122-134页
附录一:图表目录第134-138页
附录二:简称及缩写第138-140页
致谢第140-141页
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果第141页

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