聚苯胺/聚乙烯醇/磺化石墨烯复合材料的制备及性能EI北大核心CSCD

通过加入十二烷基苯磺酸钠制备聚苯胺/聚乙烯醇/磺化石墨烯(PANI/PVA/S-GNS)导电复合材料,采用红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜对其结构和形貌进行表征;通过溶解性能测试,表明十二烷基苯磺酸钠的加入,可有效降低PANI的团聚,提高复合材料的溶解性能;通过循环伏安和交流阻抗对其电化学性能进行测试,结果显示少量S-GNS的加入就能提高复合材料的电性能,在扫描速率为50 mV/s时,PANI/PVA/S-GNS的比电容为661.2 F/g,远大于比电容为354.3 F/g的PANI/PVA。     

以氧化石墨烯为氧化介质制备石墨烯/聚苯胺导电复合材料

采用超声辅助Hummers法制得厚度约为1 nm的氧化石墨烯, 以其为氧化介质与苯胺反应合成了石墨烯/聚苯胺(RGO/PANI)导电复合材料。利用AFM、SEM、XRD和FTIR对反应所得产物进行了表征。结果表明: 苯胺在略高于室温的酸性水溶液中可以对氧化石墨烯(GO)进行还原, 而苯胺自身则被氧化石墨烯中大量的含氧基团氧化并发生聚合反应, 最终生成RGO/PANI导电复合材料, 当苯胺用量为1 mL, 氧化石墨烯用量为0.1 g, 在水浴温度为70 ℃下剧烈搅拌24 h时, 获得的RGO/PANI复合材料导电性最佳, 约为10 S/cm。     

一步法制备氧化石墨烯/聚苯胺/Au复合材料及电化学性能

以改进的Hummers法制备的氧化石墨烯为基底,以氯金酸为氧化剂和金源,原位聚合苯胺单体,一步制得氧化石墨烯/聚苯胺/金(GO/PANI/Au)三元复合材料。形貌和成分分析结果表明,氯金酸成功地将苯胺氧化成聚苯胺,并被还原生成金纳米颗粒。电化学性能测试结果表明,随着氧化剂用量的增加,三元复合材料的比电容呈现先增大后减小的趋势,当氧化剂加入量为0.03mmol时,所制备的三元复合材料比电容最大,在1A/g电流密度、1mol/L H2SO4电解液中比容量达327F/g,在15A/g电流密度下容量保持率也高达81%。     

石墨烯/聚苯胺/凹凸棒土聚氯乙烯复合材料掺杂改性

以原位聚合法制备石墨烯/聚苯胺/凹凸棒土改性剂,并用溶液混合法制备聚氯乙烯复合材料。用XRD、红外对复合材料进行了表征,通过扫描电镜(SEM)观察了掺杂剂在聚氯乙烯基体中的分散情况,并使用废油和甲基橙研究了复合材料的吸附及降解性能。     

石墨烯/聚苯胺/四氧化三锰纳米复合材料的制备

成功制备了石墨烯/聚苯胺/四氧化三锰(RGO/PANI/Mn_3O_4)纳米复合材料。首先,以过硫酸铵(APS)为氧化剂,在氧化石墨烯(GO)片层上氧化聚合苯胺单体,制备氧化石墨烯/聚苯胺(GO/PANI),再通过水热法将GO还原并热解Mn(Ac)_2·4H_2O从而制得RGO/PANI/Mn_3O_4复合材料。形貌和结构表征结果表明Mn_3O_4纳米颗粒均匀生长在以PANI为导电连接层的RGO片层上。     

聚苯胺/二氧化锰/氧化石墨烯复合电极的制备及性能

采用电化学的方法,以氧化石墨纸为支撑一步法制备导电聚苯胺(PANI)/二氧化锰(MnO₂)/氧化石墨烯(GO)复合材料;采用四因素三水平正交设计,研究制备复合电极的最佳工艺;采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱和电化学测试对复合电极进行表征和电化学性能进行研究。结果表明,石墨纸经100 min氧化,在硫酸锰浓度0.3 mol/L、磺基水杨酸(SSA)浓度为30 g/L的硫酸-苯胺溶液里以聚合电流密度为18 mA/cm²制备出最佳的PANI/MnO₂/GO复合电极,以0.2 A/g恒流放电,其比能量可达336 Wh/kg。复合电极的微观形貌为三维网状结构,具有大的比表面积和孔体积;二氧化锰、聚苯胺和石墨纸形成复合良好的三维网状结构,不仅有利于降低极化,还能使电解液与电极充分接触,提高活性物质的利用率,其电化学性能远远优于PANI压制电极和氯化银电极。     

氧化石墨烯/聚乙烯醇复合材料的纳米压痕实验及力学性能

为了研究氧化石墨烯(GO)对聚合物基复合材料力学性能的影响,通过溶液混合法制备了GO/聚乙烯醇(PVA)复合材料。然后,采用XRD、TEM、FTIR、DSC和纳米压痕实验等研究了GO/PVA复合材料的结构、界面结合性能、力学性能、蠕变行为和吸水膨胀率。结果表明:GO可以均匀分散在PVA基体中,二者之间主要通过氢键作用结合,具有较高的界面结合力;与纯PVA相比,1wt% GO/PVA复合材料的硬度和有效弹性模量分别提高了28.9%和23.3%,压入蠕变深度下降了19.8%;GO/PVA复合材料具有较低的无限剪切模量与瞬时剪切模量比,表明GO提高了PVA的蠕变抗力;GO的添加同时增加了GO/PVA复合材料的阻水性并降低了膨胀系数。吸湿纳米压痕实验结果表明:纯PVA的力学性能会随吸湿时间延长而下降,而GO/PVA复合材料吸湿72h后的力学性能基本保持不变。所得结论为石墨烯增强聚合物基复合材料的研究提供了理论指导。      

多肽掺杂的聚苯胺与氧化石墨烯共价复合物的合成与表征

利用含有氨基和羧基官能团的多肽原位掺杂聚苯胺,在聚苯胺的表面引入游离的氨基,再通过氨基与氧化石墨烯表面羧基的酰胺化反应使聚苯胺与氧化石墨烯通过共价键结合形成共价复合物。利用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和高倍透射电子显微镜对共价复合物进行了表征。研究结果表明,共价键能够提高复合物的稳定性,共价键还能够影响其超分子结构。     

二次掺杂制备聚苯胺/石墨烯/碳纳米管复合材料及其防腐性能EI北大核心CSCD

在高氯酸体系中通过原位聚合将苯胺(ANI)单体分别与还原氧化石墨烯(RGO)、碳纳米管(CNTs)制备了一次掺杂态产物PANI/RGO和PANI/CNTs,产物分别经氨水解掺杂后,在高氯酸体系中经二次掺杂制备得到二次掺杂态聚苯胺/石墨烯/碳纳米管(Redoped PANI/RGO/CNTs)复合材料。通过扫描电镜、透射电镜、傅里叶变换红外光谱和紫外光谱对其不同产物形貌和结构进行表征,通过电化学工作站测试了不同产物在3.5%NaCl溶液的防腐蚀性能。结果表明,在RGO与ANI质量比为1:20、CNTs与ANI质量比为1:20时,二次掺杂态产物中聚苯胺纳米纤维可分别在RGO和CNTs上均匀生长并形成网状结构,纤维长度达到850 nm,形貌均一,其防腐蚀性能最优异,缓蚀效率可达81.79%。通过二次掺杂将PANI/RGO和PANI/CNTs复合制备Redoped PANI/RGO/CNTs材料,可有效避免石墨烯和碳纳米管在制备复合材料过程中的团聚,得到结构规整、防腐性能更优异的复合材料。     

聚氯乙烯/膨胀石墨导电复合材料的负温度系数效应

采用膨胀石墨(EG)对聚氯乙烯(PVC)进行改性研究,考察了EG含量和体系发泡与否对PVC/EG复合材料负温度系数(NTC)效应的影响。实验结果表明,PVC/EG复合材料的NTC效应随着EG含量的变化而变化,当EG含量低于渗流阈值(质量分数9%)时,复合材料的NTC效应灵敏度更高。在30~120℃的温度范围内,EG质量分数为4%时的未发泡和发泡PVC/EG复合材料的体积电阻率分别降低了3和4个数量级;相较未发泡的PVC/EG复合材料的NTC效应,发泡后的复合材料表现出更灵敏的NTC效应。PVC/EG复合材料在2个加热-冷却循环过程中表现出良好的NTC循环稳定性。并从材料内部结构观察分析了PVC/EG复合材料产生NTC效应的原因。     

有机导电聚苯胺复合材料研究

采用原位聚合方法合成了可溶性的聚苯胺，聚乙烯醇导电复合材料。研究了反应体系中聚苯胺的含量和反应时间、温度及酸浓度对复合材料电导率的影响，获得了较佳的聚合反应条件，并且通过红外、紫外、荧光光谱和热重曲线等对复合材料的结构、光电性能和稳定性进行了表征和分析。     

聚乙烯醇/纤维素纳米纤热塑性复合材料的制备及表征

将聚乙烯醇(PVA)、纤维素纳米纤(CNFs)通过熔融共混成功制备出高性能PVA/CNFs热塑性复合材料。采用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、差示扫描量热分析、热重分析对PVA/CNFs复合材料的微观形态及结构进行表征,对复合材料的物理力学性能进行测试。结果表明,选用适当的增塑剂与PVA、CNFs组合可实现PVA/CNFs共混体系的热塑成型;CNFs与PVA间的氢键作用有助于提高CNFs与PVA基体之间的相容性,从而优化PVA/CNFs复合材料的力学性能,拉伸强度从19.5 MPa增加到34.3 MPa,弹性模量从114.4 MPa增加到287.5 MPa。     

Preparation and characterization of chitosan/poly(vinyl alcohol)/poly(vinyl pyrrolidone) electrospun fibers

Ultrafine fibers of chitosan/poly(vinyl alcohol)/poly(vinyl pyrrolidone) (CS/PVA/PVP) were prepared via electrospinning. The structure and morphology of CS/PVA/PVP ultrafine fibers was characterized by the Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscope and scanning electron microscope (SEM). Furthermore, the effects of the concentration of PVA, PVP and the electrospinning voltage on the morphology of ultrafine fibers were investigated the the SEM. When the concentration of PVA was at the range of 30wt%–40wt%, ultrafine fibers could be obtained. The diameter distributions of ultrafine fibers decreased when the electrospinning voltage increased from 20 to 30 kV. The rough surface fibers could be obtained after etching with CHCl₃.     

苯胺共聚物含量对氧化石墨嵌入复合物结构与性能的影响

以氧化石墨(GO)为主体, 苯胺-邻甲氧基苯胺导电共聚物(P(An-co-oAs))为客体, 采用剥离/重新组装技术合成出P(An-co-oAs)嵌入GO复合材料. FTIR分析显示, P(An-co-oAs)的N-H基团与GO片层中的C=O基团存在着氢键作用. XRD和TEM分析表明, P(An-co-oAs)/GO保持良好的层状结构, 且随着P(An-co-oAs)含量的增加, 复合材料的层间距不断扩大. P(An-co-oAs)的插入, 使得复合材料的室温电导率比GO提高2～3个数量级. 同时发现, 增加P(An-co-oAs)的含量, 不仅提高了GO的电化学活性, 也改善了GO的锂离子嵌入/脱嵌的循环稳定性.     

三维结构聚丙烯酰胺/聚乙烯醇水凝胶的合成及其在超级电容器中的应用

分别以过硫酸铵(APS)和N-N二甲基双丙烯酰胺(NMBA)作为引发剂和交联剂引发交联具有三维网络结构的聚丙烯酰胺/聚乙烯醇(PAM-PVA)水凝胶,将该水凝胶浸泡在6mol/L的KOH溶液中不同时间,制备凝胶聚合物电解质,并组装成双电层超级电容器。采用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等电化学测试技术对组装的超级电容器进行全面的性能研究,采用蓝电监测系统测试组装的超级电容器的稳定性。结果表明,以2.0g聚乙烯醇和10.0g丙烯酰胺反应制得的凝胶基体在吸收72h电解质溶液后组装的超级电容器性能最优,其比电容可达230F·g~(-1),5 000次充放电之后其循环保持率仍高达98%。     

聚乙烯醇/海藻酸钠复合纳米纤维膜的制备和交联改性

采用静电纺丝技术制备聚乙烯醇/海藻酸钠复合纳米纤维膜,利用氯化钙乙醇溶液进行交联改性。研究复合纳米纤维制备、交联工艺对材料表面形貌、耐水性、热性能等的影响。结果表明:纳米纤维直径在200~500nm之间,纤维平均直径随海藻酸钠含量的增大而增大,复合纳米纤维结晶度随海藻酸钠含量的增大而降低,热稳定性随海藻酸钠含量的增大而下降。交联改性后复合纳米纤维材料耐水性提高,纤维形貌保持,纤维之间粘结增多,材料不发生熔融相转变,热稳定性下降。     

硫酸酯化聚阴离子PVA的合成及表征

硫酸与聚乙烯醇(PVA)经酯化制备PVA聚阴离子电解质.分别考察了反应时间、反应温度等对取代度的影响.采用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)对硫酸酯化PVA聚阴离子电解质的结构进行了表征,测定了其热稳定性和导电性.     

聚乙烯醇缩间硝基苯甲醛的合成与热稳定性

以聚乙烯醇和间硝基苯甲醛为原料,对甲苯磺酸为催化剂,合成了聚乙烯醇缩间硝基苯甲醛(PVMNB),探讨了反应物物料比、反应温度、反应时间对PVMNB缩醛度的影响,获得适宜的工艺条件为:PVA(-OH)和间硝基苯甲醛的物质的量比为2:1,反应温度100℃,反应时间9 h,此时PVMNB为86%.通过衰减全反射-傅里叶红外光...