聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的制备及电化学性能研究

分别采用物理球磨混合法、化学原位聚合法和化学原位聚合-还原法制备了聚吡咯/氧化石墨烯混合物、聚吡咯/氧化石墨烯(PPy/GO)和聚吡咯/还原氧化石墨烯(PPy/RGO)复合材料。通过三电极测试其电化学性能(循环伏安、恒流充放电和交流阻抗)。结果表明,通过化学原位聚合法制备的PPy/GO(304. 5 F/g)比电容远高于物理混合(16 F/g)和聚吡咯/还原氧化石墨烯(126. 4 F/g)。化学法原位聚合法制备PPy/GO最佳条件是冰浴条件下和加入表面活性剂对羟基苯磺酸钠。并通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对化学原位制备的PPy/GO组成、结构和形貌进行了表征。     

聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料的制备与表征

以氧化石墨为原料,制备膨胀石墨,在超声波的作用下,膨胀石墨的片层结构发生剥离得到纳米石墨微片,对纳米石墨微片进行化学镀银,制备镀银纳米石墨微片,然后采用原位聚合法制备了聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料。结果表明,纳米石墨微片的厚度为30～90nm,直径为1～20μm,具有相当大的径厚比(平均为200),该结构对纳米石墨微片在聚合物基体中形成导电网络极为有利;镀银纳米石墨微片的厚度为200～250nm,被聚吡咯完全包覆,并以纳米级尺寸均匀分散在聚吡咯基体中;聚吡咯/镀银纳米石墨微片复合材料的耐热性能和导电性能较纯聚吡咯均有所提高。     

合成工艺对聚吡咯电导率及可溶性的影响

研究了聚吡咯(PPy)的化学氧化合成，制得了粉末状的聚吡咯样品，并对样品进行了表征。讨论了合成温度、添加剂、氧气对聚吡咯电导率的影响以及聚吡咯的可溶性问题。实验表明：低温、无氧气存在和加入聚乙二醇(PEG)等合成条件有利于电导率的提高；在有十二烷基苯磺酸(DBSA)存在的情况下，聚吡咯可溶于间甲酚。     

微波辐射法制备聚吡咯纳米材料及性能研究

通过正交实验确定了微波辐射法合成聚吡咯的最佳条件。结果表明,微波辐射条件下,以吡咯(Py)为单体,当微波功率为10 W,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的质量浓度为0.02 g/mL,温度为0℃,反应30 min时,所得聚吡咯各项性能最好,其电导率可达67.32 S/cm,所得聚吡咯颗粒粒径在20~80 nm之间。通过FTIR、SEM等方法对所得材料的结构、形貌进行了表征,利用四探针技术测试了材料的电导率,利用热失重(TG)法对所得产物的热稳定性进行研究。通过微波辐射法成功合成了聚吡咯纳米材料,实验结果表明微波辐射在一定程度上改善了聚吡咯的形貌、结构与性能。此外,与一般化学氧化方法相比,微波辐射法显著缩短了反应时间,且未使用氧化剂,节约了生产成本。通过对微波辐射法制备聚吡咯的研究,期望能为将来大规模生产性能优异的聚吡咯提供一种新的可行工艺方案。     

聚苯胺和聚吡咯纳米颗粒的制备及其电化学性能研究

采用低温化学氧化法合成了聚苯胺和聚吡咯纳米颗粒,并以聚苯胺和聚吡咯纳米颗粒为电极材料,组装成电化学电容器,利用测试循环伏安、交流阻抗和恒流充放电性能研究两者的电化学性能。结果表明,低温下合成的聚苯胺和聚吡咯呈纳米颗粒堆积状,粒径分别为200,300 nm;当电流密度为1 mA/cm2时,在1 mol/L H2SO4电解液中,聚苯胺比电容达480.30 F/g,聚吡咯比电容达205.51 F/g。     

前沿科研成果融入《电化学基础实验》课程的探索与实践

基于氧化还原法设计了一种低温引发吡咯发生原位链式聚合反应，在锰酸锂材料颗粒表面形成致密保护层，有效提高锰酸锂作为锂离子电池正极材料的循环稳定性，并将此实验融入本科生电化学基础实验课程中。本实验可以锻炼本科生的高分子材料合成实验能力，熟悉氧化还原引发剂引发聚合的原理，了解锂离子纽扣电池组装工艺以及聚吡咯包覆对提高锰酸锂材料储锂性能的机制，培养学生的科研潜力。     

草酸在PPy-HEImTfa电极上的电催化性能及其机理

以离子液体1-乙基咪唑三氟乙酸盐为介质,采用恒电流方法在铂电极表面合成了导电聚合物聚吡咯（PPy-HEImTfa）。与相同条件下在硫酸溶液中合成的聚吡咯（PPy-H₂SO₄）和铂电极相比,PPy-HEImTfa对草酸的电催化活性有了很大的改善。电化学原位红外光谱分析表明：在聚吡咯表面,草酸可经电氧化生成CO₂,其氧化中间体主要是吸附态COOH;在高电位下,聚吡咯非常稳定,不易发生过氧化。     

三聚氰胺泡沫中甲醛不同检测方法的比较分析

分别采取9-11L干燥器法、水吸收法及水萃取法对蜜胺泡绵中游离甲醛含量进行检测,通过对不同方法的检测结果进行比较分析,探讨各种测试方法的优缺点,旨在为完善我国蜜胺泡绵产品甲醛释放量的检测方法提供一些参考意见。     

聚噻吩/碳纳米管复合材料的制备及其对重金属离子的吸附

用原位化学氧化法,以氯仿为溶剂、无水三氯化铁为氧化剂,制备聚噻吩/碳纳米管复合材料,并对所得产物进行红外表征;通过改变实验温度及反应物料比,探讨实验条件对PTh/CNTs复合材料结构、性能的影响;将制备的PTh/CNTs复合材料涂敷于镍网上制成复合电极材料,测定其对铜离子的吸附能力.结果表明:制备得到以碳纳米管为核、聚...     

聚吡咯/羧酸化细菌纤维素复合材料的电学性能研究

基于细菌纤维素的多羟基结构,对其进行羧酸化改性;接着以羧酸化细菌纤维素为模板,原位复合聚吡咯(PPy),得到PPy/羧酸化细菌纤维素导电复合材料。并对其微观形貌、化学结构、热稳定性等进行测试表征,重点研究了用不同浓度的氧化剂处理后,复合材料电学性能的变化。结果表明,电子电导率随氧化程度的提高而升高,最高可达10-3S/cm,编号为0.04-48h的样品具有最佳的离子电导率。     

高效膨胀性阻燃剂阻燃玻纤增强尼龙6的研究

以合成高聚合度的聚磷酸蜜胺为主阻燃剂,以自制的阻燃剂F为协同阻燃剂,复配成新型无卤膨胀性阻燃剂ANTI-9。研究了不同摩尔比的蜜胺/磷酸合成的聚磷酸蜜胺对玻纤增强尼龙(PA)6阻燃性能的影响,考察了ANTI-9对玻纤增强PA6的阻燃性能、力学性能的影响。结果表明,当蜜胺/磷酸的摩尔比为1.2时合成的聚磷酸蜜胺的阻燃性能最好,且产率和耐水性也比较好。在玻纤增强PA6中添加25%~30%的ANTI-9时,其阻燃性能可以达到UL94V-0级,且阻燃玻纤增强PA6的综合性能达到国外同类产品的指标。     

PLA/PPy复合材料的制备及表征

以吡咯(Py)为原料,通过原位聚合法合成聚吡咯(PPy)导电粒子,通过PPy粒子对聚乳酸(PLA)进行改性,制备PLA基导电复合材料,并对其形貌、力学性能及导电性能进行测试。结果表明:PPy可以与PLA基体呈现一种紧密结合的状态;PLA/PPy(5%)导电复合材料综合性能最佳,其拉伸强度为51.2 MPa、断裂伸长率为163.5%、电导率为4.12×10~(-5) S/cm。     

四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的制备及其非线性光学性能研究

利用非共价π-π堆积作用自组装合成了一种四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料,通过红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱方法对产物进行了表征。并通过紫外可见光谱、荧光光谱研究了复合材料的光物理性能,证明了卟啉与聚吡咯之间具有π-π作用和较强的电子或能量转移效应。用Z扫描技术在4 ns、532 nm激光脉冲下测试聚吡咯、四苯基卟啉以及四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的非线性光学性能。结果表明,四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的非线性性能比两种前驱体有所增强。     

聚吡咯/石墨烯复合气凝胶制备及超电容性能

为充分利用导电聚吡咯独特的掺杂结构与石墨烯气凝胶丰富的多孔结构,研究了氧化还原活性剂对聚吡咯/石墨烯气凝胶的结构及电化学性能的影响,并制备性能优异的电极复合材料.以对苯醌作为氧化还原活性剂,使用一步水热法制备聚吡咯/石墨烯水凝胶,冷冻干燥后制备得到氧化还原活性复合气凝胶.扫描电子显微镜结果表明,引入对苯醌后有利于获得有...     

聚(吡咯/二苯胺磺酸)/石墨烯复合材料的制备及其抗静电性能研究

采用化学氧化聚合法,以石墨烯（RGO）为掺杂剂,吡咯（Py）和二苯胺磺酸（SD）共聚制备了导电复合材料。通过正交实验和分散性实验确定了最佳合成条件为：以FeCl3･6H2O为氧化剂,氧化剂与单体的摩尔比为1:1,Py与SD的摩尔比为7:3（总量为0.01 mol）,RGO添加量为0.05 g;在此条件下制备的复合材料电导率为12.05 S/cm,且具有良好的水分散性。用傅里叶变换红外（FTIR）光谱和X射线衍射（XRD）对其结构进行了表征,并使用热重分析仪（TGA）对复合材料的热稳定性进行了测试。结果表明,SD结构单元成功嵌入聚吡咯（PPy）的分子链中,RGO的掺杂使复合材料电导率和热稳定性都有了明显提升。将复合材料作为导电填料加入到水性聚氨酯中,考察了涂层的抗静电性能和机械性能,在添加量为4%时,涂层的综合性能较好,涂层表面电阻率可达8.65×107 Ω。     

四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的制备及其非线性光学性能研究

利用非共价π-π堆积作用自组装合成了一种四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料,通过红外光谱、拉曼光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱方法对产物进行了表征。并通过紫外可见光谱、荧光光谱研究了复合材料的光物理性能,证明了卟啉与聚吡咯之间具有π-π作用和较强的电子或能量转移效应。用Z扫描技术在4 ns、532 nm激光脉冲下测试聚吡咯、四苯基卟啉以及四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的非线性光学性能。结果表明,四苯基卟啉-聚吡咯纳米复合材料的非线性性能比两种前驱体有所增强。     

聚(吡咯/二苯胺磺酸)/石墨烯复合材料的制备及其抗静电性能研究

采用化学氧化聚合法,以石墨烯(RGO)为掺杂剂,吡咯(Py)和二苯胺磺酸(SD)共聚制备导电复合材料。通过正交实验和分散性实验确定最佳合成条件为:以Fe Cl3·6H2O为氧化剂,n(氧化剂)∶n(单体)=1∶1,n(Py)∶n(SD)=7∶3(总量为0.01 mol),m(RGO)=0.05 g;在此条件下制备的复合材料电导率为12.05 S/cm,且具有良好的水分散性。用傅里叶变换红外(FTIR)光谱和X射线衍射(XRD)对其结构进行了表征,并使用热重分析仪(TGA)对复合材料的热稳定性进行了测试。结果表明,SD结构单元成功嵌入聚吡咯(PPy)的分子链中,RGO的掺杂使复合材料电导率和热稳定性都有了明显提升。将复合材料作为导电填料加入到水性聚氨酯中,考察了涂层的抗静电性能和机械性能,在添加量为4%时,涂层的综合性能较好,涂层表面电阻率可达8.65×107Ω。     

氧化石墨烯改性聚吡咯-活性碳布柔性复合材料的制备及其赝电容性能研究

本文利用电化学沉积法将掺杂有氧化石墨烯的聚吡咯沉积在活性碳布上,获得了一系列不同氧化石墨烯掺杂程度的氧化石墨烯改性聚吡咯-活性碳布柔性复合材料。采用电化学方法研究复合材料构筑的超级电容器的赝电容行为。研究表明掺杂氧化石墨烯后的复合物构筑的超级电容器电容性能有显著提升。随着氧化石墨烯掺杂量的提高,复合物的质量比电容先增加后减小。这归因于复合物掺杂少量的氧化石墨烯时可以改善聚吡咯的导电性和微观形貌,使得复合材料的质量比电容显著提高。     

不同酸掺杂聚吡咯对酸性红G的吸附性能

由于掺杂态的聚吡咯导电性能有大幅度的提高,通过质子酸掺杂机制,不同酸掺杂的聚吡咯吸附性可能会有所改善。本文首先用化学氧化法合成了不同酸（盐酸、硝酸、硫酸）掺杂的聚吡咯和未掺杂的聚吡咯,并对制得样品特性进行了扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶转换红外光谱（FT-IR）、比表面积分析（BET）、Zeta电位测试,对测定结果进行比较分析;同时考察不同酸掺杂对聚吡咯吸附酸性红G的影响,在最适宜的pH值条件下进行了吸附动力学研究,结果表明吸附过程符合准二级动力学方程;并在同样pH值条件下进行了热力学实验,结果表明吸附过程更倾向于Langmuir吸附等温式,且线性相关系数均在0.99以上,热力学实验参数计算表明样品对酸性红G的吸附是一个自发过程。     

聚吡咯/纤维素基复合材料的应用研究进展

聚吡咯/纤维素基复合材料充分发挥利用纤维素和聚吡咯的各自优点,通过性能叠加,使其在多个领域都有广泛应用。通过综述聚吡咯/纤维素基复合材料在导电、抗菌、吸附、电磁屏蔽等方面的最新研究进展,了解聚吡咯/纤维素基复合材料的复合方法和应用研究程度,并探讨了复合材料在导电性能、抗菌性、吸附性能等方面可能的作用机理。最后对聚吡咯/纤维素基复合材料的发展进行了展望。