聚苯胺的合成方法是什么？

一 聚苯胺的合成方法

聚苯胺的合成方法很多，但常用的合成方法有两大类：化学合成和电化学合成。

(1) 化学合成法 化学合成法是利用氧化剂作为引发剂在酸性介质中使苯胺单体发生氧化聚合，具体实施方法有如下几种。

① 化学氧化聚合法 聚苯胺的化学氧化聚合法，是在酸性条件下用氧化剂使苯胺单体氧化聚合。质子酸是影响苯胺氧化聚合的重要因素，它主要起两方面的作用：提供反应介质所需要的pH值和以掺杂剂的形式进入聚苯胺骨架赋予其一定的导电性。聚合同时进行现场掺杂，聚合和掺杂同时完成。常用的氧化剂有：过氧化氢、重铬酸盐、过硫酸盐等。其合成反应主要受质子酸的种类及浓度，氧化剂的种类及浓度，单体浓度和反应温度、反应时间等因素的影响。化学氧化聚合法优点在于能大量生产聚苯胺，设备投资少，工艺简单，适合于实现工业化生产，是目前最常用的合成方法。

② 乳液聚合法 乳液聚合法是将引发剂加入含有苯胺及其衍生物的酸性乳液体系内的方法。乳液聚合法具有以下优点：采用环境友好且成本低廉的水作为热载体，产物无需沉淀分离以除去溶剂；合成的聚苯胺分子量和溶解性都较高；如采用大分子磺酸为表面活性剂，则可一步完成掺杂提高导电聚苯胺电导率；可将聚苯胺制成直接使用的乳状液，后续加工过程不必再使用昂贵或有毒的有机溶剂，简化了工艺，降低了成本，还可以克服传统方法合成聚苯胺不溶不熔的缺点。

③ 微乳液聚合法 微乳液聚合法是在乳液法基础上发展起来的。聚合体系由水、苯胺、表面活性剂、助表面活性剂组成。微乳液分散相液滴尺寸(10~100nm)小于普通乳液(10~200nm)，非常有利于合成纳米级聚苯胺。纳米聚苯胺微粒不仅可能解决其难于加工成型的缺陷，且能集聚合物导电性和纳米微粒独特理化性质于一体，因此自1997年首次报道利用此法合成了最小粒径为5nm的聚苯胺微粒以来，微乳液法己经成为该领域的研究热点。目前常规O/W型微乳液用于合成聚苯胺纳米微粒常用表面活性剂有DBSA、十二烷基磺酸钠等，粒径约为10~40nm。反相微乳液法(W/O)用于制备聚苯胺纳米微粒可获得更小的粒径(<10nm)，且粒径分布更均匀。这是由于在反相微乳液水核内溶解的苯胺单体较之常规微乳液油核内的较少造成的。

④ 分散聚合法 苯胺分散聚合体系一般是由苯胺单体、水、分散剂、稳定剂和引发剂组成。反应前介质为均相体系，但所生成聚苯胺不溶于介质，当其达到临界链长后从介质中沉析出来，借助于稳定剂悬浮于介质中，形成类似于聚合物乳液的稳定分散体系。该法目前用于聚苯胺合成研究远不及上述三种实施方法

成熟，研究较少。

(2) 电化学合成法 聚苯胺的电化学聚合法主要有：恒电位法、恒电流法、动电位扫描法以及脉冲极化法。一般都是An在酸性溶液中，在阳极上进行聚合。电化学合成法制备聚苯胺是在含An的电解质溶液中，使An在阳极上发生氧化聚合反应，生成粘附于电极表面的聚苯胺薄膜或是沉积在电极表面的聚苯胺粉末。Diaz等人用电化学方法制备了聚苯胺薄膜。

目前主要采用电化学方法制备PANI电致变色膜，但是，采用电化学方法制备PANI电致变色膜时存在如下几点缺陷：不能大规模制备电致变色膜；PANI膜的力学性能较差；PANI膜与导电玻璃基底粘结性差。

二 聚苯胺的质子酸掺杂

导电聚合物的“掺杂”是指将导电聚合物从绝缘态转变成导电态时从其分子链中迁移出电子的过程。简单地说，掺杂就是将电子从导电聚合物价带顶部移出(p型掺杂，导电聚合物被氧化)，或者向导带底部注入电子(n型掺杂，导电聚合物被还原)，使导电聚合物离子化。而导电高聚物的“掺杂”与无机半导休“掺杂”有本质的差别，主要表现在：

(1) 无机半导体掺杂是原子的替代，而在导电高聚物的实质是掺杂剂与主链发生氧化还原反应，产生带电缺陷，两者生成电荷转移络合物；

(2) 无机半导体掺杂量极低(万分之几)，而导电高聚物掺杂量可以很大，甚至超过聚合物自身质量；

(3) 无机半导体中不存在脱掺杂过程，而某些导电高聚物中不仅存在脱掺杂，而且掺杂脱掺杂过程完全可逆，进而进行二次或多次掺杂。

聚苯胺的质子酸掺杂机制不同于其它导电高聚物的氧化还原掺杂，后者通过掺杂电子受体或电子给予体总伴随着分子链上电子的得失，而聚苯胺的质子掺杂则不改变主链上的电子数目，只是质子进入高聚物链上才使链带正电，为维持电中性，对阴离子也进入高聚物链[27]。现有的研究表明[28]，聚苯胺的胺基和亚胺基均可与质子酸反应生成胺盐和亚胺盐，但只有亚胺氮原子上的掺杂反应才对导电性有贡献。在两种氮原子都存在的情况下，亚胺的氮原子优先被质子化，有效掺杂必须存在醌式结构。用质子酸掺杂时，只是在主链上引入正电荷，为了维持电中性对阴离子也进入聚苯胺分子链中，如图1-4所示。

NH

xNN1 -x

脱 掺 杂 xHA 掺 杂N 1-yN+A-

掺 杂部 分 y1-x 未 掺 杂部 分

图1-4 PANI的掺杂过程

Fig. 1-4 Doping process of PANI

其中，x表示氧化程度，由合成来决定；y表示掺杂程度，由掺杂来决定：A-表示质子酸中的阴离子，由掺杂剂来决定。

根据聚苯胺掺杂过程和步骤的不同，质子酸掺杂可分为以下几种：一次掺杂、掺杂-脱掺杂-再掺杂、二次掺杂、共掺杂。

三 聚苯胺的导电机理

导电过程是载流子在电场作用下作定向运动的过程。高分子材料要能导电，必须具备两个条件：要能产生足够数量的载流子(电子、空穴或离子等)；以及大分子链内和链间要能形成导电通道。导电聚合物的导电机理既不同于金属又不同于半导体，金属的载流子是自由电子，半导体的载流子是电子或空穴，而导电聚合物的载流子是“离域”π电子和由掺杂剂形成的孤子、极化子、双极化子等构成。

我国学者王慧中等人提出的掺杂态聚苯胺单极化子和双极化子相互转化的结构模型，比较合理的解释了聚苯胺的导电机理，如图1-5所示。

NH

BB

-O H

NHB+A-H+-A

+ *NH

A-NQN本征态 聚苯胺+NH-A+*NH

A-质子化NHNH分子内电 荷 转 移

NH

BnB+ *NH-A

BNHQ+*NH-A掺 杂态 聚苯胺

图1-5 掺杂态聚苯胺的导电机理

Fig. 1-5 Conductive mechanism of doped PANI

这一模型可以看出，掺杂态聚苯胺体系中，既有绝缘成分，也有各种导电成分，聚苯胺的分子链结构对导电性有很大的影响。

本征态的聚苯胺经质子酸掺杂后分子内的醌环消失，电子云重新分布，氮原子上的正电荷离域到大共轭π键中，而使聚苯胺呈现出高的导电性，掺杂前后的电导率变化可以高达9～10 个数量级。实验表明掺杂后的聚苯胺导电性能有极大的改善，其掺杂剂可以是质子酸、类质子酸、中性盐及某些氧化剂如NH4S2O8、FeCl3等。

四 性能测试方法

1．红外光谱分析 红外吸收光谱在高分子研究中是一种很有用的手段，目前普遍应用在分析与鉴别高聚物、高聚物反应的研究、共聚物研究、高聚物结晶形态的研究、高聚物取向的研究、聚合物表面的研究等方面[58]。样品与溴化钾(KBr)以大约1:100的比例混合，置于研磨中研磨成细粉，在5 MPa下将之压成试片。使用傅里叶红外光谱仪进行表征，光谱范围4000~400 cm-1；分辨率优于0.5 cm-1(可达0.2 cm-1)；波数精度优于0.01 cm-1；透光率精度优于0.1 %T。

2．拉曼光谱分析 激光拉曼光谱和红外光谱在高聚物研究中可互补充。拉曼光谱在表征高分子链的碳-碳骨架振动方面更为有效，也可用于研究高聚物的结晶和取向[58]。使用显微拉曼光谱仪进行表征，光谱范围：3600~100 cm-1；分辨率：1~2 cm-1；激发波长：785 nm(固体激光器)；光谱重复性：±0.2 cm-1；样品尺寸：不大于3cm×3cm×3cm。

3．热性能分析 热分析是测量在受控程序温度条件下，物质的物理性质随温度变化的函数关系的技术。这里所说的物质是指被测样品以及它的反应产物。程序温度一般采用线性程序，但也可能是温度的对数或倒数程序[59]。

利用综合热分析仪对样品进行热分析。该综合热分析仪集TG-DSC/DTA及Cp多方面测量功能于一身，主要参数为：温度测量范围-120~1650℃；比热测量范围0.1~5.0J/gK；比热测量精度5％；噪声影响(最大)15μW；温度精度<1K；热焓精度±3％；真空度10-4 MPa；热重精度10-6g，热分析条件：Ar气氛，升温速率10℃/min，温度范围为30~700℃。测定加热过程中，各种薄膜的热重量损失及能量变化。

4．X射线衍射谱分析（XRD） XRD是物相分析最有效的手段之一。通过材料的X射线衍射图能过得到相关物质的元素组成、尺寸、离子间距等材料的精细结构方面的数据与信息[60]。取少量产物粉末约0.89铜靶，电压40.0kV，电流30.0mA，扫描范围2θ=5～45。和10～100。，扫描速度4。/min进行测试。

5．扫描电子显微镜分析（SEM） 扫描电子显微镜(SEM)作为一种直观的表征手段，通过直接的观察就可以确定聚合物形貌结构，如颗粒或纤维状、多孔或致密等[60]。一般认为，不同的掺杂阴离子将导致导电聚合物的成核与生长机理不同，因此产生形态各异的聚合物。

6．气敏特性测试 采用静态配气法，测试元件对某些气体的灵敏度及其响应-恢复时间。气体灵敏度的定义为S = Rg / Ra (Ra为空气中测得的电阻，Rg为待测气体中测得的电阻)，响应-恢复时间为薄膜元件从接触和脱离检测气体开始到其阻值或阻值增量达到某一确定值的时间。主要技术参数：测试通道数：30路，采集速度：1次/秒，系统综合误差：＜±1% ，电源：AC 220V±10% 50Hz，测试电源：Vh 2～10V连续可调 Max8A，Vc：2～10V 连续可调 Max1A，配气箱：外形尺寸 315mm×335mm×350mm；容积30L。

一 聚苯胺的合成方法

聚苯胺的合成方法很多，但常用的合成方法有两大类：化学合成和电化学合成。

(1) 化学合成法 化学合成法是利用氧化剂作为引发剂在酸性介质中使苯胺单体发生氧化聚合，具体实施方法有如下几种。

① 化学氧化聚合法 聚苯胺的化学氧化聚合法，是在酸性条件下用氧化剂使苯胺单体氧化聚合。质子酸是影响苯胺氧化聚合的重要因素，它主要起两方面的作用：提供反应介质所需要的pH值和以掺杂剂的形式进入聚苯胺骨架赋予其一定的导电性。聚合同时进行现场掺杂，聚合和掺杂同时完成。常用的氧化剂有：过氧化氢、重铬酸盐、过硫酸盐等。其合成反应主要受质子酸的种类及浓度，氧化剂的种类及浓度，单体浓度和反应温度、反应时间等因素的影响。化学氧化聚合法优点在于能大量生产聚苯胺，设备投资少，工艺简单，适合于实现工业化生产，是目前最常用的合成方法。

② 乳液聚合法 乳液聚合法是将引发剂加入含有苯胺及其衍生物的酸性乳液体系内的方法。乳液聚合法具有以下优点：采用环境友好且成本低廉的水作为热载体，产物无需沉淀分离以除去溶剂；合成的聚苯胺分子量和溶解性都较高；如采用大分子磺酸为表面活性剂，则可一步完成掺杂提高导电聚苯胺电导率；可将聚苯胺制成直接使用的乳状液，后续加工过程不必再使用昂贵或有毒的有机溶剂，简化了工艺，降低了成本，还可以克服传统方法合成聚苯胺不溶不熔的缺点。

③ 微乳液聚合法 微乳液聚合法是在乳液法基础上发展起来的。聚合体系由水、苯胺、表面活性剂、助表面活性剂组成。微乳液分散相液滴尺寸(10~100nm)小于普通乳液(10~200nm)，非常有利于合成纳米级聚苯胺。纳米聚苯胺微粒不仅可能解决其难于加工成型的缺陷，且能集聚合物导电性和纳米微粒独特理化性质于一体，因此自1997年首次报道利用此法合成了最小粒径为5nm的聚苯胺微粒以来，微乳液法己经成为该领域的研究热点。目前常规O/W型微乳液用于合成聚苯胺纳米微粒常用表面活性剂有DBSA、十二烷基磺酸钠等，粒径约为10~40nm。反相微乳液法(W/O)用于制备聚苯胺纳米微粒可获得更小的粒径(<10nm)，且粒径分布更均匀。这是由于在反相微乳液水核内溶解的苯胺单体较之常规微乳液油核内的较少造成的。

④ 分散聚合法 苯胺分散聚合体系一般是由苯胺单体、水、分散剂、稳定剂和引发剂组成。反应前介质为均相体系，但所生成聚苯胺不溶于介质，当其达到临界链长后从介质中沉析出来，借助于稳定剂悬浮于介质中，形成类似于聚合物乳液的稳定分散体系。该法目前用于聚苯胺合成研究远不及上述三种实施方法

成熟，研究较少。

(2) 电化学合成法 聚苯胺的电化学聚合法主要有：恒电位法、恒电流法、动电位扫描法以及脉冲极化法。一般都是An在酸性溶液中，在阳极上进行聚合。电化学合成法制备聚苯胺是在含An的电解质溶液中，使An在阳极上发生氧化聚合反应，生成粘附于电极表面的聚苯胺薄膜或是沉积在电极表面的聚苯胺粉末。Diaz等人用电化学方法制备了聚苯胺薄膜。

目前主要采用电化学方法制备PANI电致变色膜，但是，采用电化学方法制备PANI电致变色膜时存在如下几点缺陷：不能大规模制备电致变色膜；PANI膜的力学性能较差；PANI膜与导电玻璃基底粘结性差。

二 聚苯胺的质子酸掺杂

导电聚合物的“掺杂”是指将导电聚合物从绝缘态转变成导电态时从其分子链中迁移出电子的过程。简单地说，掺杂就是将电子从导电聚合物价带顶部移出(p型掺杂，导电聚合物被氧化)，或者向导带底部注入电子(n型掺杂，导电聚合物被还原)，使导电聚合物离子化。而导电高聚物的“掺杂”与无机半导休“掺杂”有本质的差别，主要表现在：

(1) 无机半导体掺杂是原子的替代，而在导电高聚物的实质是掺杂剂与主链发生氧化还原反应，产生带电缺陷，两者生成电荷转移络合物；

(2) 无机半导体掺杂量极低(万分之几)，而导电高聚物掺杂量可以很大，甚至超过聚合物自身质量；

(3) 无机半导体中不存在脱掺杂过程，而某些导电高聚物中不仅存在脱掺杂，而且掺杂脱掺杂过程完全可逆，进而进行二次或多次掺杂。

聚苯胺的质子酸掺杂机制不同于其它导电高聚物的氧化还原掺杂，后者通过掺杂电子受体或电子给予体总伴随着分子链上电子的得失，而聚苯胺的质子掺杂则不改变主链上的电子数目，只是质子进入高聚物链上才使链带正电，为维持电中性，对阴离子也进入高聚物链[27]。现有的研究表明[28]，聚苯胺的胺基和亚胺基均可与质子酸反应生成胺盐和亚胺盐，但只有亚胺氮原子上的掺杂反应才对导电性有贡献。在两种氮原子都存在的情况下，亚胺的氮原子优先被质子化，有效掺杂必须存在醌式结构。用质子酸掺杂时，只是在主链上引入正电荷，为了维持电中性对阴离子也进入聚苯胺分子链中，如图1-4所示。

NH

xNN1 -x

脱 掺 杂 xHA 掺 杂N 1-yN+A-

掺 杂部 分 y1-x 未 掺 杂部 分

图1-4 PANI的掺杂过程

Fig. 1-4 Doping process of PANI

其中，x表示氧化程度，由合成来决定；y表示掺杂程度，由掺杂来决定：A-表示质子酸中的阴离子，由掺杂剂来决定。

根据聚苯胺掺杂过程和步骤的不同，质子酸掺杂可分为以下几种：一次掺杂、掺杂-脱掺杂-再掺杂、二次掺杂、共掺杂。

三 聚苯胺的导电机理

导电过程是载流子在电场作用下作定向运动的过程。高分子材料要能导电，必须具备两个条件：要能产生足够数量的载流子(电子、空穴或离子等)；以及大分子链内和链间要能形成导电通道。导电聚合物的导电机理既不同于金属又不同于半导体，金属的载流子是自由电子，半导体的载流子是电子或空穴，而导电聚合物的载流子是“离域”π电子和由掺杂剂形成的孤子、极化子、双极化子等构成。

我国学者王慧中等人提出的掺杂态聚苯胺单极化子和双极化子相互转化的结构模型，比较合理的解释了聚苯胺的导电机理，如图1-5所示。

NH

BB

-O H

NHB+A-H+-A

+ *NH

A-NQN本征态 聚苯胺+NH-A+*NH

A-质子化NHNH分子内电 荷 转 移

NH

BnB+ *NH-A

BNHQ+*NH-A掺 杂态 聚苯胺

图1-5 掺杂态聚苯胺的导电机理

Fig. 1-5 Conductive mechanism of doped PANI

这一模型可以看出，掺杂态聚苯胺体系中，既有绝缘成分，也有各种导电成分，聚苯胺的分子链结构对导电性有很大的影响。

本征态的聚苯胺经质子酸掺杂后分子内的醌环消失，电子云重新分布，氮原子上的正电荷离域到大共轭π键中，而使聚苯胺呈现出高的导电性，掺杂前后的电导率变化可以高达9～10 个数量级。实验表明掺杂后的聚苯胺导电性能有极大的改善，其掺杂剂可以是质子酸、类质子酸、中性盐及某些氧化剂如NH4S2O8、FeCl3等。

四 性能测试方法

1．红外光谱分析 红外吸收光谱在高分子研究中是一种很有用的手段，目前普遍应用在分析与鉴别高聚物、高聚物反应的研究、共聚物研究、高聚物结晶形态的研究、高聚物取向的研究、聚合物表面的研究等方面[58]。样品与溴化钾(KBr)以大约1:100的比例混合，置于研磨中研磨成细粉，在5 MPa下将之压成试片。使用傅里叶红外光谱仪进行表征，光谱范围4000~400 cm-1；分辨率优于0.5 cm-1(可达0.2 cm-1)；波数精度优于0.01 cm-1；透光率精度优于0.1 %T。

2．拉曼光谱分析 激光拉曼光谱和红外光谱在高聚物研究中可互补充。拉曼光谱在表征高分子链的碳-碳骨架振动方面更为有效，也可用于研究高聚物的结晶和取向[58]。使用显微拉曼光谱仪进行表征，光谱范围：3600~100 cm-1；分辨率：1~2 cm-1；激发波长：785 nm(固体激光器)；光谱重复性：±0.2 cm-1；样品尺寸：不大于3cm×3cm×3cm。

3．热性能分析 热分析是测量在受控程序温度条件下，物质的物理性质随温度变化的函数关系的技术。这里所说的物质是指被测样品以及它的反应产物。程序温度一般采用线性程序，但也可能是温度的对数或倒数程序[59]。

利用综合热分析仪对样品进行热分析。该综合热分析仪集TG-DSC/DTA及Cp多方面测量功能于一身，主要参数为：温度测量范围-120~1650℃；比热测量范围0.1~5.0J/gK；比热测量精度5％；噪声影响(最大)15μW；温度精度<1K；热焓精度±3％；真空度10-4 MPa；热重精度10-6g，热分析条件：Ar气氛，升温速率10℃/min，温度范围为30~700℃。测定加热过程中，各种薄膜的热重量损失及能量变化。

4．X射线衍射谱分析（XRD） XRD是物相分析最有效的手段之一。通过材料的X射线衍射图能过得到相关物质的元素组成、尺寸、离子间距等材料的精细结构方面的数据与信息[60]。取少量产物粉末约0.89铜靶，电压40.0kV，电流30.0mA，扫描范围2θ=5～45。和10～100。，扫描速度4。/min进行测试。

5．扫描电子显微镜分析（SEM） 扫描电子显微镜(SEM)作为一种直观的表征手段，通过直接的观察就可以确定聚合物形貌结构，如颗粒或纤维状、多孔或致密等[60]。一般认为，不同的掺杂阴离子将导致导电聚合物的成核与生长机理不同，因此产生形态各异的聚合物。

6．气敏特性测试 采用静态配气法，测试元件对某些气体的灵敏度及其响应-恢复时间。气体灵敏度的定义为S = Rg / Ra (Ra为空气中测得的电阻，Rg为待测气体中测得的电阻)，响应-恢复时间为薄膜元件从接触和脱离检测气体开始到其阻值或阻值增量达到某一确定值的时间。主要技术参数：测试通道数：30路，采集速度：1次/秒，系统综合误差：＜±1% ，电源：AC 220V±10% 50Hz，测试电源：Vh 2～10V连续可调 Max8A，Vc：2～10V 连续可调 Max1A，配气箱：外形尺寸 315mm×335mm×350mm；容积30L。

随着经济的发展,人们对美术的重视度不断提高。下文是我为大家整理的关于美术家居环境有关论文的范文，欢迎大家阅读参考!

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浅谈现代家居室内环境绿色装饰的设计

摘 要：本文主要针对现代家居室内环境绿色装饰的设计展开了探讨，并对家居环境绿化的概念、作用、设计、存在问题、解决途径五个方面作了详细的阐述和系统的分析，以期能为有关方面的需要提供参考借鉴。

关键词：家居环境绿色装饰设计

随着环保、节能和低碳经济的大力发展，人们对“绿色”的渴求已迅速渗透到各个领域，而与人们最为接近的家居室内装饰，也开始应用其绿色施工技术。但是在实际的过程中，仍然存在着问题需要引起我们的重视，并采取有效途径做好解决，以推动家居室内环境绿色装饰的发展。

1 家居绿化的作用

家居绿化是室内设计不可分割的一部分，也是一门设计艺术，主要利用室内观赏植物、盆景、插花等绿色生命材料，结合室内设计、园林设计手法，配合整个室内环境进行设计、装饰和布置，使室内外融为一体，体现动和静的结合，达到人与室内环境以及大自然的和谐统一，创造出充满自然气息，满足人们生理和心理需要的室内空间环境。它是在一种特殊环境中进行的一种艺术处理，受到室内平面、空间及多种结构格式与陈设物的限制，是一门综合性极强的装饰艺术。

1.1 改善室内生活环境质量

通过室内绿化，不仅能改变室内的呆板、单调，还对室内相对封闭的空间起着调节湿度、温度和清洁空气的作用，同时植物还有滞留尘埃、吸收生活废气、释放和补充对人体有益的氧气等作用，并有利于人们的身体健康。

1.2 改善室内空间结构

大小不同的空间可以通过植物的搭配、种植方式来体现不同的空间感，突现不同的主题。

在家庭装修中，绿化装饰对空间的构造也发挥一定作用。如根据人们生活活动需要运用攀援上格架的藤本植物可以成为分隔空间的绿色屏风运用成排的植物可将室内空间分为不同区域，同时又将不同的空间有机地联系起来。充分运用植物本身的大小、高矮来调整空间的比例感，产生不同的视觉效果，充分提高室内有限空间的利用率。

1.3 柔化室内空间

植物以其五彩缤纷的色彩、千姿百态的自然姿态、生机勃勃的生命、柔软飘逸的神态，恰巧与刻板、金属、玻璃制品及僵硬的建筑形成强烈的对比。例如：大片的宽叶植物可以在墙角、沙发一角改变着家具设备的轮廓线，藤本植物，以其修长的枝条，由上而下垂吊在墙面、柜、厨、书架上，从而改变室内空间形态，乔木或灌木可以以其柔软的枝叶覆盖室内的大部分空间，植物对室内空间特有的这种柔化和生气是其他任何室内装饰、陈设所不能代替的。

1.4 陶冶情 ***

观赏植物可以使室内景色一新，充满生气。绿色植物的形、色、质、味，或其枝、花、果都显示出蓬勃向上、充满生机的力量，让人奋发向上，热爱生活，热爱自然。

2 家居环境绿化装饰设计

2.1 客厅

客厅是家人聚会和会客的地方，在人们的日常生活中使用是最为频繁，它供人们集聚放松、游戏、娱乐等等。客厅的装饰布置直接决定着整个居室的装饰效果，体现主人的品位和意境。

植物要根据客厅整个色调进行配置，当颜色较浅时，用颜色较深的观叶植物或较艳丽的花卉植物进行装点反之，则要以淡雅的植物，以形成对比丰富的空间色彩。

2.2 餐厅

餐厅是家人团聚进餐的场所，也是朋友聚会的地方，应创造一些温馨的空间氛围，增加些许情调，使亲朋好友在享受美味的同时可以尽心顺畅愉快的交流。

在餐桌的中心放置一盆小型的植物，为了避免影响人们之间的交流，其高度应小于25cm，为了增进食欲，其花朵颜色以红黄暖色调为宜。如郁金香、喇叭水仙、唐菖蒲、仙客来等。餐桌周围应摆放中型植物，不易太多，以免阻碍交通，在没有隔断的餐厅可以选择大型的植物进行阻隔，形成一道自然的屏障，形成独立的就餐环境。

2.3 卧室

卧室是人们休息的主要处所，其私密性较强，需要创造一种轻松、宁静温馨的环境。卧室所摆放的植物的色彩应以淡雅、柔和为主，不易过大过多，气味不宜浓烈。植物选择应为含氧量低、无毒的、有益身体健康的植物，如兰花、水仙、栀子花放在室内，有利于人的睡眠。

小孩房间在植物选择上以色彩艳丽、明亮的植物为主，可选择一些外形奇异的植物来激发孩子的好奇心以及创造力，如蝴蝶兰、马蹄兰、猪笼草、吊兰、风信子等。

老人房间的植物绿化不应太多，以免影响日常生活，可选用绿萝、虎尾兰、八角金盘、龟背竹等容易养护的植物。

青年人房间应摆放百合、鹤望兰、玫瑰等色彩艳丽的观花、观叶植物创造出青春、浪漫的气氛。

2.4 书房

书房又称家庭工作室，是作为阅读、书写以及业余学习、研究、工作的空间。使人们结束一天工作之后再次回到办公环境的一个场所，因此，它在家庭环境中处于一种独特的地位。

书房的绿化应以优雅、安静、井然有序为原则，不宜摆放过多植物，在植物的选择上以素雅、清新的植物为主。如君子兰、文竹、吊兰、常春藤、水仙或者盆景等要营造一种飘逸、清爽、古色古香、超凡脱俗的感觉。

2.5 卫生间

卫生间是家庭成员进行个人卫生工作的重要场所，是具有便溺和清洗双重功能的特定环境，实用性强，利用率高，随着住房条件的改善，人们对卫生间的要求也越来越高，除满足实用功能外，还应进行绿化装饰。

卫生间的湿度和温度较高，对植物的生长不利，故必须选择一些净化空气、制造氧气又耐阴暗植物，如蕨类、羊齿类、抽叶藤、蓬莱蕉等。卫生间的面积通常较小，可以放一些小型的、可以悬挂在墙角上的植物，如吊兰、绿萝、虎皮兰以及水生植物等。

3 家居环境绿化设计存在的问题

3.1 对绿化植物的生态意识不强

多数人在室内布置植物不是因为植物的生态作用，而是为纯粹的装饰，例如有些自然采光，面积较大的空间，却用人造植物来营造自然宽松的气氛，结果使本该充满现代活力的环境显得粗俗造作，破坏了整个设计构思，与现代家居环境“以人为本，追求自然情趣”的设计宗旨背道而驰。

3.2 缺乏对植物环境效益的了解

多数人过于追求居住绿化植物的观赏价值，往往比较看重，外形是否漂亮，颜色是否鲜艳，而轻视对植物环境效益的了解。

4 家居环境绿化设计存在问题解决的途径

4.1 增强绿化植物的生态意识

随着居民居住条件的不断改善，人们对家居环境的绿化装饰也越来越重视。处于对居住环境的美化、身心健康的关注、环境意识的加强，室内植物成为生活的必需，在购买植物之前对植物本身是否喜光、是否耐干旱、是否耐阴等生态习性要有全面的了解。使植物发挥应有的作用，真正提高自己的居住品质，改善室内生态小环境，满足人们亲近自然的愿望。

4.2 使植物发挥最大环境效益

在进行居住环境植物选择时，要进行合理配置，正确选择符合环境功能的植物，是室内绿化环境产生最大限度的效益功能。作为购买者应该对所选植物的养护知识有充分的了解，才能使植物有一个适宜的生长环境，不会造成植物色彩暗淡、甚至死亡，影响了视觉效果。只有解决了这些问题，才能让我们有个更舒适宜人的生活环境。

5 结语

综上所述，本文就现代家居室内环境绿色装饰的设计进行了探讨，对设计中存在的问题作了系统的分析，并给出了一系列相应有效的解决途径，相信对有关方面的需要能有一定的帮助。

参考文献

[1]张玉明、高立军.浅析现代家居设计元素-室内绿化[J].中华民居.2012(03).

[2]张世华、刘伟鹏.浅谈室内空间绿化装饰植物景观配置[J].科技信息.2009(27).

美术家居环境有关论文篇2

简述家居环境的智能监控系统设计

摘 要：文章介绍了一种用于监控家居环境的智能系统，该系统以AT89C52单片机作为系统核心，用于检测家居环境中的相对湿度、温度和光照等级，该系统能根据环境状况进行智能调节，用以提高家居环境质量。

关键词：智能监控系统家居环境温度湿度光照

1 系统组成

该控制系统主要由多种模块构成，包括具有检验光照强度作用的模块、单片机模块、湿度检测以及温度检测模块、警报模块、键盘、显示模块、时间显示模块以及电源、执行模块。该系统的功能实现主要依赖于数据比较，通过传感器测量出的数据同设定数据之间的比较，继而对单片机发出指令，对继电器开关予以控制，从而启动和关闭设备，键盘用于进行设定值的输入，而显示设备则用以显示当前环境的状况以及显示时钟、日历。

2 硬件电路的设计

单片机应用系统中最小的系统、时钟电路以及温度测量电路和湿度测量电路共同组成了其数据采集系统。

2.1 最小系统概述

系统主要组成包括AT89C52单片机、显示模块、键盘、时钟以及复位模块。除显示模块以及键盘外的三种模块共同组成了该应用系统。键盘的连接采用了独立接口，判断键盘 *** 作的主要原理是通过监测高低电平来判断是否有键闭合，若按下某一键，那么相应的数据线便会专为低电平，因此可以判定有 *** 作，那么对 *** 作数值进行读入，用于设置湿度范围以及温度范围。图形液晶显示是目前采用较为广泛的显示模块，主要用于对当前环境的相关数据显示，以及对日期和日历、时钟的显示。

2.2 温湿度测量电路及控制电路

作为测量温湿度电路，主要采用了先进的数字式温湿度传感器SHT15 对温湿度信号进行采集及处理，实现对环境温湿度的智能控制功能。SHT15 是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，将湿度传感器、信号放大调理、A/D 转换、I2C 线接口全部集成于一个芯片上，具有全校准相对湿度及温值输出， I2C 总线数字输出接口，露点值计算输出功能，免围元件，湿度值输出分辨率为l4 位，温度值输出分辨率为12 位，可编程降至l2 位和8 位，CRC 数据传输校验功能，片装载的校准系数可保证100% 的互换性。SHT15 与单片机的接口电路为： GND 为接地端DATA 为双向串行数据总线SCK 为串行时钟输入端VDD 为电源端，范围为2. 4 ～ 5. 5 VNC 为空管脚.温湿度传感器将采集的温度、湿度转换为数字信号，这些数字信号与相应的给定的数值进行比较，单片机发出相应的控制信号控制加湿装置、去湿装置、加温装置、降温装置等执行设备的动作，实现对室内温度、湿度的控制。

2. 3 光照强度测量电路及控制电路

作为测量光照强度电路，主要采用光敏电阻。光敏电阻是采用半导体材料制作，利用内光电效应工作的光电元件。它在光线的作用下其阻值往往很小。在黑暗的环境里，它的电阻值很高。当受到光照时，光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值越低。 入射光消失后，光敏电阻的阻值逐渐恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极之间加上电压，其中便有电流通过，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。当光照强度检测电路中，发光二极管LED1、LED2、LED3 均不发光时，表示光照强度暗发光二极管LED1 发光、LED2、LED3 均不发光时，表示光照强度弱发光二极管LED1、LED2 均发光、LED3 不发光时，表示光照强度中发光二极管LED1、LED2、LED3 均发光时，表示光照强度强。当阳光照到光敏电阻上，光照等级自动增强时，单片机发出相应的控制信号，控制电动机正转，将窗帘自动拉合当光照等级自动变弱时，单片机发出相应的控制信号，控制电动机反转，将窗帘自动拉开。

2.4 日历电路以及时钟电路

该系统中使用的日历电路以及时钟电路采用的是Dallas公司出产的时钟芯片，该DS1302芯片为串行实时芯片，具有时钟以及静态的RAM，通讯方式为串行通讯，能够同单片机实现方便的对接。该芯片作为涓流充电芯片，其功能的实现主要依赖于其内的实时日历时钟系统以及一个静态的RAM，其同单片机之间的时间通讯主要依赖于串行接口。其交流信息内容包括年、月、日、时、分、秒以及星期等，月天数以及闰年天数能够自动调整，而一天的时间可以通过AMPM的划分制定决定是十二小时制还是二十四小时制。该芯片同单片机之间的通讯只需要三个I/O线，即串行时钟SCLK数据线以及复位端口。

3 软件的设计

系统软件的设计描述主要包括以下内容：湿度处理、温度处理、主程序、光照处理以及键盘功能和显示、执行控制等。以下便对程序的整体思路进行详细的论述：主程序的运行过程主要为，对光照、湿度、温度进行测量，对光照、湿度、温度进行处理，通过键盘进行查询，最终由执行机构予以执行。当定时器时间达到预定时间后，系统会对现场予以保护，并显示数据，继而恢复现场，返回到主程序。主要用于实时显示湿度、温度、光照以及时钟，并对温度、光照、湿度等预期值进行上限以及下限的设定，通过良方数据的比较，若是实时的温度、湿度以及光照数值较之下限值较低，那么系统便控制加温设备进行加温、加湿设备进行加湿，并命令电动机翻转将窗帘拉开。若是实时数据较之于上限值较高，则系统会控制相关设备执行同上述动作相反的动作。并且若是实时环境相关数据超出预期范围，除了上述动作外，系统还会控制警报器发出警报信号，并亮起指示灯。

结语

本文介绍的控制系统在灵敏性上较高，且精度于稳定性相对比其他系统都具有极大的优势，按照该设计方式制作出的系统投入较低，且能够使用在多种环境中对其环境条件进行调节。

参考文献

[1]张毅刚.单片机原理及应用[M].北京：高等教育出版社，2003.

[2]吴湘剑，王慧，蔡进科.家用小范围环境控制系统[J].现代电子技术， 2010(18)：38-41.

[3]刘春起.室内温湿度监控系统设计[J].石家庄职业技术学院学报，2008(06)：32-34.

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