《PI/ZTO複合薄膜的原位製備及其微相態結構的控制研究》是依託北京化工大學，由吳戰鵬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：PI/ZTO複合薄膜的原位製備及其微相態結構的控制研究
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：吳戰鵬
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
精細調控聚醯亞胺/鋅錫金屬氧化物（PI/ZTO）複合薄膜功能層納米層價態、微相態結構是實現其高性能化、界面強粘接力等的重要技術手段。本項目旨在發展一種PI與ZTO複合薄膜的一體化製備技術，即通過向合成的聚醯胺酸（PAA）表層載入定量的Zn2+和Sn2+，熱作用不僅使PAA環化形成PI，而且摻雜的金屬離子原位形成ZTO，進一步溶膠-凝膠組裝Zn2+和Sn2+和退火等處理得到微結構與性能可控的功能型PI/ZTO複合薄膜。採用多種微觀結構與性能表征和測試技術，關注此新的複合方法所帶來的新現象、新結構與新效應，探究並揭示其複合原理、闡明複合界面的結構、特性及其功能性質的變化過程，在實現其界面間強粘接力的同時，更期望賦予其優異的光、電等性能。本項目的實施將拓展PI薄膜與ZTO等複合製備的方法和工藝，為設計輕質、柔性、功能化的新一代薄膜電晶體、太陽能電池等部件提供理論基礎和產業化支持。
結題摘要
在高分子薄膜表面複合生長多種無機功能材料（如金屬和金屬氧化物等納米粒子），以其可將聚醯亞胺優異的力學性能，化學和熱穩定性以及其他的綜合性能和無機納米粒子在光電磁等方面的多功能性有效的結合起來，從而得到綜合性能而得到研究者們的極大關注。本項目運用簡易的金屬離子交換載入到聚合物基體的方法，即通過向合成的聚醯亞胺前驅體——聚醯胺酸（PAA）表層載入定量的金屬離子，熱作用不僅使PAA環化形成PI，而且摻雜的金屬離子原位形成金屬氧化物，進一步退火熱等處理到微結構與性能可控的功能型複合薄膜。本研究按計畫完成了上述目標，獲得成果簡述如下：1、系統研究了PI/金屬氧化物的結構與性能的關係研究研究，例如，依據不同的熱處理環境（氫氣和空氣）條件，可以實現PI/α-Fe2O3 到PI/γ-Fe3O4複合薄膜的有效的轉換，可滿足不同的套用背景需求。2、向PAA中量化交換載入Zn2+和Sn2+並熱處理，製備了能型PI/ZTO 複合薄膜，薄膜顯示了良好的光催化性能。3、項目研究拓展到PI微球表面複合了核殼型表層複合金屬、金屬氧化物和硫化物的系列納米微層，不同的無機功能層是通過不同的界面反應條件來實現的：金屬和金屬硫化物的核殼複合微球是通過將載離子的PI放入還原性溶液中開展“固-液”反應得到；而複合金屬氧化物的核殼微球為“固-氣”熱環境的自氧化而得到。本項目的實施豐富和拓展了PI 薄膜與多種無機功能材料複合製備的方法；PI表面功能化的複合材料材料是一類具有廣闊套用前景的材料。
