石墨烯／醋酸掺杂态聚苯胺的制备及其防腐性能

在醋酸体系中用原位聚合法将石墨烯(RGO)与不同比例的苯胺(ANI)合成RGO/PANI一次掺杂态产物,用氨水解掺杂后再掺杂醋酸制备出RGO/PANI二次掺杂态产物。使用红外光谱、紫外光谱和扫描电镜等手段表征产物的结构和形貌并用电化学技术测试其防腐性能。结果表明,RGO与ANI质量比为1:10时生成的一次掺杂态产物形貌最好,防腐效果最佳;RGO表面生长的聚苯胺长度为300~650 nm,直径为70~100 nm,产物的缓蚀效率可达73.19%;RGO/PANI二次掺杂态产物为石墨烯／醋酸掺杂态聚苯胺;醋酸掺杂可明显改善产物的结构和形貌并提高其缓蚀效率,缓蚀效率可达到80.21%,防腐性能优异。     

改性石墨烯/聚苯胺的制备及其环氧涂层的防腐蚀性能

为了改善环氧树脂防腐蚀涂料存在的孔洞缺陷,以改性石墨烯/聚苯胺复合材料作填料来提高环氧涂料的防腐蚀性能。首先采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),再利用对苯二胺还原GO得到改性石墨烯(PGO),进一步制备出改性石墨烯/聚苯胺(PGO/PANI)复合材料。通过拉曼光谱仪、场发射扫描电镜等研究了PGO/PANI的结构和微观形貌,利用盐雾试验、Tafel曲线和电化学阻抗谱研究了 PGO/PANI的防腐蚀性能。结果表明:PGO/PANI涂层的腐蚀等级由空白环氧涂层的10级提高到5级;PGO与PANI有良好的协同作用,PGO与苯胺单体质量比为0.10时,所制备的PGO/PANI复合涂层的防腐蚀效果较好,腐蚀电压为-194.59mV (vs SCE)、腐蚀电流密度为2.12×10^-9A/cm^2.     

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。     

SnO2/还原氧化石墨烯/聚苯胺三元复合物的合成及电化学性能

采用两步法成功构筑SnO2/还原氧化石墨烯/聚苯胺(SnO2/RGO/PANI)三元复合材料。首先制备出均匀分散的SnO2/还原氧化石墨烯(SnO2/RGO)二元复合物,然后再以二元复合物为载体,通过苯胺(An)单体的化学氧化聚合获得终端产物。利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对复合材料的结构和形貌等物理性质进行表征,利用循环伏安测试、恒电流充放电测试和交流阻抗测试对复合材料的电化学电容性能进行研究,并讨论了PANI的含量对复合材料的结构和性能的影响。结果表明,所合成的三元复合材料的比电容随PANI含量的增加而增大,最大达到424.8F/g,其电容性能的增强源于SnO2、RGO与PANI三者的相互协同作用。     

三维聚苯乙烯/聚苯胺/石墨烯复合微粒的制备及电化学性能

为扩展石墨烯的宏观应用,制备性能优异的三维聚苯乙烯/聚苯胺/石墨烯(PS/PANI/graphene)复合微粒具有重要意义.以聚苯乙烯微粒为模板,通过2种浓度苯胺单体的原位生长得到2种聚苯乙烯/聚苯胺复合微粒,再利用氧化石墨烯与苯乙烯/聚苯胺微粒间的静电、共轭相互作用制备三维PS/PANI/graphene复合微粒.利用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)对其微观形貌、结构进行表征,利用电化学测试对三维复合微粒电化学性能进行测试.结果表明,复合材料保持了聚合物微粒的基本形貌,具有三维结构,并有优异的比电容(578 F/g)和循环稳定性(循环900次,容量保持81.5%),其电性能远优于单纯石墨烯和聚苯胺.     

聚苯胺/石墨/碳纳米管复合热电材料的制备与表征

以石墨(G)含量为30%的高氯酸掺杂态聚苯胺(HClO4-PANI)为基体,掺入适量碳纳米管(CNTs),通过溶液共混合、机械球磨和冷压成型制备出聚苯胺/石墨/碳纳米管(HClO4-PANI/G/CNTs)复合热电材料。通过扫描电镜(SEM)、热重分析仪(TGA)和热电仪(ZEM)等对复合材料的结构和性能进行了表征。实验结果表明,HClO4-PANI/G/CNTs复合材料中各组分均匀地复合在一起,其ZT值随着CNTs含量的增加而先升高后降低。在90℃时,碳纳米管含量为7%的HClO4-PANI/G/CNTs复合材料的ZT值最高可达2.43×10-3,高于相同条件下石墨含量为37%的HClO4-PANI/G复合材料,比30%石墨含量的HClO4-PANI/G提高了7倍,比HClO4-PANI提高了3个数量级。     

碳纳米管/聚苯胺柔性自支撑复合电极材料的制备及其电化学性能研究

基于原位化学氧化聚合并结合真空辅助成型获得了聚苯胺(PANI)包裹碳纳米管(CNTs)的CNTs/PANI自支撑复合电极，采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱测试仪(FT-IR)对CNTs/PANI复合膜的微观形貌和结构进行表征，并利用电化学工作站对其电化学性能进行了测试。实验结果表明，CNTs被PANI颗粒均匀包覆。CNTs/PANI-15(CNTs与An的质量比为1∶15)复合电极的比电容为387F/g(电流密度为0.5A/g),且在3A/g电流密度下连续循环10000圈时，电容保持率为86%。而纯PANI在8000次循环充放电测试后，电容保持率低至66%,且结构几乎坍塌。其原因在所制备的CNTs/PANI复合电极材料兼具PANI的赝电容和CNTs的双电层电容的双重储能机理，通过二者的协同作用显著改善了CNTs/PANI复合膜的电化学性能。     

聚苯胺/碳纳米管的原位复合

通过原位溶液聚合制备了聚苯胺/碳纳米管(PANI/CNT)复合材料。采用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光光谱(UV-VIS)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)及差示扫描量热法(DSC)研究了PANI/CNT复合材料的结构与性能。研究表明,苯胺(ANI)的聚合倾向于在碳纳米管(CNT)表面进行,形成PANI包覆的CNT。CNT表面PANI层的厚度随溶液中ANI含量的增加而增加;当溶液中ANI含量较低时,CNT表面PANI层厚度均匀;当ANI含量过高时,CNT表面PANI层厚度不均匀,形成一些颗粒状附着物。PANI与CNT之间主要是物理吸附;PANI/CNT复合材料的电导率远高于PANI本身。同时,PANI/CNT复合材料的耐热性远高于PANI,并受PANI含量影响。     

聚苯胺与丙烯酸树脂共混研究及复合导电膜的制备

采用溶液聚合法制备了掺杂态聚苯胺(PANI)的二甲苯溶液,研究了掺杂态PANI与几种丙烯酸树脂共混体系的导电性能.并分别以丙烯酸树脂和掺杂态PANI/丙烯酸树脂为成膜基质,添加导电填料,制备出复合导电涂膜.探讨了PANI的加入对导电性能的影响,并采用SEM手段,分析了涂膜表面微观形貌的变化.     

聚苯胺/碳纳米管复合材料的制备及其电容性能研究

通过在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面原位电化学聚合聚苯胺(PANI)制备聚苯胺/碳纳米管(PANI/MWCNTs)结构复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)对制备的聚合物形貌进行了表征。结果表明,制备的PANI/MWCNTs复合材料具有纤维状结构。采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CP)表征该复合材料的电化学性能。通过调控了碳纳米管的管径和聚苯胺的厚度,研究其对复合材料比电容的影响规律。实验结果表明,在恒电流充放电的电流密度为0.5 mA/cm²条件下,碳纳米管的管径为50 nm,聚苯胺循环沉积CV圈数为5圈时复合材料的比电容最大,达到147.6 F/g。以上研究为制备出新型结构的聚苯胺/碳纳米管超电容材料提供了科学指导和理论依据。     

石墨烯/Ni/TiO_2/CNTs复合物的制备及其光催化性能

首先通过溶剂热法,在石墨烯表面负载掺杂镍的纳米二氧化钛膜,制备石墨烯/Ni/TiO2复合材料;然后以掺杂的镍为催化剂,采用化学气相沉积法,原位生长碳纳米管(CNTs),得到石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合材料。通过XRD、SEM、TEM、拉曼等方法对制备样品的晶型、微观形貌等进行了表征,考察了样品在紫外光及可见光下对甲基橙的光催化降解性能。结果表明:石墨烯和CNTs的加入使得Ni/TiO2、石墨烯/Ni/TiO2、石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合物的光催化活性依次提高,并且石墨烯/Ni/TiO2/CNTs复合物中石墨烯含量越多时,所得复合物的光催化降解性能越好。石墨烯含量最大的石墨烯/Ni/TiO2/CNTs样品,在紫外光下对甲基橙的降解率达到98%,在可见光下的光催化降解效率比掺镍TiO2提高了3.5倍。     

纤维素纳米纤丝-还原氧化石墨烯/聚苯胺气凝胶柔性电极复合材料的制备与性能

利用高长径比的纤维素纳米纤丝（CNF）与片层结构的氧化石墨烯（GO）形成的CNF-GO复合水凝胶经抗坏血酸还原制备出CNF-还原氧化石墨烯（rGO）复合水凝胶材料。通过冷冻干燥法得到CNF-rGO复合气凝胶,并进一步通过苯胺单体在CNF-rGO复合气凝胶的孔道内原位聚合制备出CNF-rGO/聚苯胺（PANI）气凝胶柔性电极复合材料。研究了不同苯胺、CNF和GO的质量比对CNF-rGO/PANI气凝胶柔性电极复合材料的结构形貌和电化学性能的影响。结果表明,苯胺原位聚合后所得CNF-rGO/PANI复合气凝胶仍具有紧密的三维多孔网络结构。与rGO/PANI气凝胶电极复合材料相比,CNF-rGO/PANI气凝胶电极复合材料具有更理想的电容行为。当CNF与GO质量比为60∶40,PANI添加量为0.1 mol时,CNF-rGO/PANI气凝胶电极复合材料比电容可达85.9 Fg-1,且其电化学性能几乎不受弯曲程度的影响,展现出了良好的柔韧性和电化学性能。      

合成扫速对聚苯胺/碳纳米管材料电容量性能的影响

采用循环伏安法在不锈钢上电化学制备碳纳米管/聚苯胺(CNTs/PANI)复合材料,并研究了不同扫速下(10、20、50、100、200mV/s)碳纳米管/聚苯胺复合材料的电化学性能。研究结果表明,复合材料中由于CNTs自身的大比表面积和强的导电率改善了复合物微观结构和导电性能,并且使聚苯胺更易电沉积到CNTs的表面形成核-壳结构,从而增加聚苯胺与电解液的接触机会。并且在扫速为20mV/s时生成的聚苯胺/碳纳米管膜具有导电率高,比容量大的电容性能,在22A/m2的电流密度下充放电测试,测其单电极比容量高达397F/g,远高于纯聚苯胺的比容量205F/g。     

DBSA二次掺杂聚苯胺接枝多壁碳纳米管复合材料的结构与性能研究

多壁碳纳米管(MWNTs)经对苯二胺功能化后,通过原位聚合及去掺杂和二次掺杂反应,首次制备了能在N_甲基吡咯烷酮(NMP)中稳定溶解的十二烷基苯磺酸(DBSA)二次掺杂聚苯胺接枝MWNTs(PANI-g-MWNTs)复合材料.研究表明:复合材料中PANI与p-MWNTs通过酰胺键连接,形成以p-MWNTs为核、DBSA 二次掺杂PANI为壳的纳米复合结构;当复合材料溶解在NMP中时,借助DBSA二次掺杂PANI的溶解性和p-MWNTs与PANI间的连接作用,使其在NMP中获得35.56mg/mL的溶解度和近1个月的稳定性;该复合材料的热稳定性在300～500℃明显提高,其室温电导率较DBSA二次掺杂PANI提高近两个数量级.     

不同形貌纳米炭/聚苯胺复合材料对超级电容器电化学性能的影响

通过原位化学聚合制备了不同形貌的纳米炭材料(炭黑,碳纳米管及石墨烯纳米片)/聚苯胺复合电极材料.分析表明:石墨烯/聚苯胺复合材料相比于炭黑/聚苯胺、碳纳米管/聚苯胺复合物及纯聚苯胺,具有产率和比容量高,内阻低及明显提高的循环稳定性和倍率性能.石墨烯/聚苯胺复合材料更好的电化学性能归因于:(a)二维平面结构石墨烯有利于大量聚苯胺在其表面均匀沉积及更多的活性位使聚苯胺和电解液离子接触,从而有利于聚苯胺得失电子促使氧化还原反应的顺利进行;(b)石墨烯间的面接触有利于构建电子的快速传输网络使电极材料具有更低的电阻;(c)石墨烯及聚苯胺层层堆叠结构具有柔性包覆限制作用,可有效防止聚苯胺在充放电过程中因膨胀和收缩而从石墨烯表面脱离.     

还原氧化石墨烯-聚苯胺复合薄膜制备及其室温下NH3敏感性能

以改进Hummers法获得的氧化石墨为原料制备氧化石墨烯,采用一步水热合成法制备了还原氧化石墨烯(rGO)-聚苯胺(PANI)复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和气敏测试仪对rGO-PANI复合薄膜的结构、形貌和氨气敏感性能进行分析。结果表明,rGO-PANI复合材料比单纯的rGO、PANI的气敏性能更加优异;随着PANI与rGO质量比的增加,灵敏度呈现减小趋势,而响应-恢复时间呈现增大的趋势。在室温下,当聚苯胺与氧化石墨质量比为1:1时复合薄膜氨敏性能最佳,灵敏度50.26%,响应时间156 s,恢复时间214 s。     

聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合物的制备及其电化学性能

以氧化石墨烯(GO)为基体,采用界面聚合法制备了聚苯胺纳米纤维/氧化石墨烯的复合物(PA-NI/GO),经水合肼还原和APS再氧化得到聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合物(PANI/GR)。用FT-IR、UV-Vis、XRD、SEM和TEM对复合物的结构和形貌进行表征,结果表明氧化石墨烯不仅为苯胺提供了聚合的基体,同时对聚苯胺有掺杂作用,聚苯胺纤维夹在片状石墨烯之间呈现"三明治"结构。通过循环伏安和恒流充放电测试发现,PANI/GR复合材料表现出双电层电容和法拉第赝电容双重特点,受协同效应的作用,在电流密度为400mA/g时,比容量高达460F/g,呈现出优异的电化学活性。     

三维多孔结构聚苯胺/石墨烯复合材料的制备及电化学性能

以自制聚苯胺水凝胶和氧化石墨烯为原料采用原位聚合法和溶液灌注法制备三维多孔结构的聚苯胺/氧化石墨烯复合材料,然后在氢碘酸的还原下制备聚苯胺/石墨烯复合材料。采用红外光谱法、场发射扫描电子显微镜和热重分析法对制备的复合材料的结构、形貌和组成进行表征,并采用三电极测试方式对其电化学性能进行测试。结果表明,氧化石墨烯的掺入能有效防止聚苯胺和氧化石墨烯的团聚和堆叠问题,获得了具有良好三维多孔结构的聚苯胺/氧化石墨烯复合物;聚苯胺/氧化石墨烯复合材料被氢碘酸还原后,得到的聚苯胺/石墨烯复合材料的热稳定性有所降低,但其比电容和导电性等有了很大的提高,在电流密度为0.5 A/g时,PANI/GO和PANI/r GO的比电容分别为240.38 F/g和321.91F/g。     

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。     

聚苯胺/二氧化钛复合材料的制备及其光催化性能

采用模板自组装技术以氧化亚铜为模板制备了聚苯胺/二氧化钛(PANI/TiO2)复合材料,通过傅里叶红外光谱仪、激光粒度分析仪、紫外可见分光光度计和热分析仪对不同比例复合的聚苯胺/二氧化钛材料进行了表征。研究结果表明:在反应时间、反应温度和催化剂用量等条件保持不变的情况下,苯胺(ANI)用量对复合材料的形貌和性能有着重要的影响。聚苯胺的复合使得聚苯胺/二氧化钛的粒径均比纯二氧化钛的有所增大,但随着苯胺用量的增大,粒径呈减小的趋势。可见光催化复合材料降解苯酚的研究表明,聚苯胺复合有利于光催化效率的提高;复合材料的光催化性能随着苯胺含量的增加呈现先升高后降低的趋势。