導電聚合物對聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺填充的電紡聚丙烯腈納米纖維光學性能的影響

DOI：10.1016/j.apsusc.2019.145068

本研究的目的是對含聚苯胺、聚吡咯和鉑導電聚合物的PAN/DMF溶液進行靜電紡絲以制備復合納米纖維。利用掃描電子顯微鏡（SEM）對所得納米線的形貌a進行了分析。采用能量色散光譜（EDX）和傅立葉變換紅外光譜（FTIR）研究了復合納米纖維的化學結構。使用紫外-可見分光光度計對制備的納米線進行了光譜分析，確定了納米線的光學性質和能帶隙。使用記錄的吸收光譜測定了帶狀折射率、折射率實部和虛部隨波長的變化，復介電常數、介電常數的實部和虛部隨所獲得納米纖維的波長的變化。獲得的結果如下：能帶隙為3.77-4.08 eV，復折射率系數值為1.61-2.98，介電常數為2.58-8.87，表明所生產的納米材料可用于光伏器件中。

圖1.所獲得導電聚合物形態的掃描電鏡圖像：a）聚苯胺、c）聚吡咯、e）聚噻吩，直方圖顯示所測量的聚合物納米粒子分布（b、d和f）。

圖2. PAN納米纖維形態的SEM圖像（a）；EDS光譜（而Au則來自濺射在所獲得納米纖維上的導電層），直方圖顯示所測量納米纖維的分布（b和c）。

圖3.含有1％（a）和3％（d）聚苯胺的復合PAN納米纖維形貌的SEM圖像；EDS光譜（而Au則來自濺射在所獲得納米纖維上的導電層）和顯示所測量納米纖維分布的直方圖（b、c和e、f）。

圖4.含1％（a）和3％（d）PPy的復合PAN納米纖維形貌的SEM圖像；EDS光譜（而Au則來自濺射在所獲得納米纖維上的導電層）和顯示所測納米纖維分布的直方圖（b、c和e、f）。

圖5.含1％（a）和3％（d）PT的復合PAN納米纖維形貌的SEM圖像；EDS光譜（而Au則來自濺射在所獲得納米纖維上的導電層）和顯示所測量納米纖維分布的直方圖（b、c和e、f）。

圖6.a）用過的聚合物、b）PAN/PANI復合納米纖維、c）PAN/PPy復合納米纖維、d）PAN/PT復合納米纖維的FTIR光譜。

圖7.吸收光譜隨記錄的所獲得納米纖維的電磁輻射波長的變化：PAN/PANI（a）、PAN/PPy（b）、PAN/PT（c）。

圖8.公式(ah n)2隨所獲得量子輻射能量的變化：PAN（a）、PAN/PANI（b）、PAN/PPy（c）、PAN/PT（d）納米纖維及其與能量軸相交的匹配直線對應于所研究的納米結構的能隙值。

圖9.測定的所獲得PAN納米纖維的折射率（a）的實部、虛部和實介電常數、復介電常數（b）的公式。

圖10.測定的所獲得PAN/1％PANI、PAN/1％PPy 和 PAN/1％PT復合納米纖維的折射率的實部、虛部（a、b、c）和實際介電常數、復位介電常數（d、e、f）的公式。

圖11.測定的所獲得PAN/3％PANI、PAN/3％PPy和PAN/3％PT復合納米纖維的折射率的實部、虛部（a、b、c）和實際介電常數、復位介電常數（d、e、f）的公式。