超级电容器聚苯胺/活性中间相炭微球复合电极材料的研究

以具有高比表面积的活性中间相活性碳微球(a-MCMB)、苯胺(ANI)为主要原料,过硫酸铵为氧化剂,通过原位化学聚合法在a-MCMB表面沉积聚苯胺(PANI),首次制得纳米PANI/a-MCMB新型复合材料,通过XRD、SEM对样品的晶型结构和表面形貌进行表征,并将得到的复合材料组装成超级电容器,用循环伏安、交流阻抗、恒流充放电以及循环性能测试技术对该材料进行电化学测试。结果显示,在1MH2SO4溶液中,复合材料的比容量达到288.46F/g。     

银/聚苯胺纳米复合材料的制备及电化学性能

采用苯胺为分散剂合成纳米银胶溶液,并在此基础上引发苯胺的原位复合,制备出银/聚苯胺(Ag/PANI)纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射分析仪、扫描电镜、透射电镜和电化学分析仪对产物进行了分析与检测。研究结果表明,Ag/PANI纳米复合材料中形成了聚苯胺在外、银纳米粒子在内的包覆结构,纳米复合粒子为类球形状形貌。引入纳米银粒子后,制备的Ag/PANI纳米复合材料的电化学活性和比容量较PANI有了很大提高。Ag/PANI纳米复合材料的腐蚀电流密度为72.1μA/cm2,比PANI的腐蚀电流密度106μA/cm2降低了33.9μA/cm2,纳米复合材料防腐性能得到显著提高。     

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.     

PANI/高岭土核壳结构复合材料制备与表征

采用原位聚合法制备PANI/高岭土核壳结构复合材料,研究了反应条件对复合材料电导率的影响,分析了复合产物微观形貌及热稳定性的变化。结果表明:高岭土层状不规则断裂面具有吸附作用,使苯胺在高岭土表面发生聚合,同时高岭土的二维层状结构起到隔热屏障作用,最终形成具有一定导电和耐热性能的复合材料。SEM和XRD分析显示PANI仅包覆在高岭土表面并未进入层间结构;FT-IR分析得出复合物具有PANI和高岭土的特征吸收峰;TG显示复合物具有良好耐热性,在268℃开始失重,最大失重率仅为9%;复合材料最高电导率达0.86S·cm-1。确定了各组分最佳配比:苯胺/APS=1/1.5(摩尔比),苯胺/高岭土=2/5(质量比),反应体系pH=1,反应温度25℃,产物综合性能最佳。     

聚苯胺/VS_2纳米复合材料的制备及其在超级电容器上的应用研究

以苯胺为原料采用原位合成法制备了聚苯胺/二硫化钒(PANI/VS_2)纳米复合材料。运用X射线衍射(XRD)分析技术和电子扫描显微镜(SEM)研究PANI/VS_2纳米复合材料的结构特征,采用循环伏安法、恒电流充电/放电和交流阻抗技术手段对其电化学性能进行测试。得到的复合材料最大比电容可达到2077F/g(电流密度为1A/g),远大于PANI和VS_2单组分的比电容,在电流密度为5A/g时循环500次,比电容保持率为96%。     

聚苯胺/碳纤维复合电极的控制制备与性能

采用电化学原位聚合可控地合成了聚苯胺(PANI)/活性碳纤维毡(ACC)复合材料电极,用FTIR、SEM和电化学方法对复合材料电极的结构、形貌和电化学性能进行了表征,结果表明,ACC上的酸性(含氧)官能团与碱性苯胺通过静电和氢键相互作用,对聚苯胺的成核起到诱导作用;通过调控电解质浓度、电流密度和施加电流方式可有效制备出不同形貌、不同电化学性能的PANI/ACC有序结构复合材料;该复合材料呈现出ACC双电层电容和PANI法拉第赝电容的协同效应,在充放电电流为1A/g时,复合材料比电容达362F/g,为同等条件下ACC的2.5倍,该复合材料不仅电化学活性优异、成本低、具有快速地充放电性能,且该制备工艺过程简单,易于大规模工业化生产。     

高性能聚苯胺/石墨烯复合材料的制备及在超级电容器中的应用

采用化学氧化法制得氧化石墨烯(GO),再用NaBH4还原得到石墨烯(GN);以二氧化锰为氧化剂,室温下通过化学氧化聚合法制备了聚苯胺/石墨烯复合材料(PANI/GN)。采用扫描电子显微镜(SEM)及X-射线衍射(XRD)对其结构和形貌进行了表征。以PANI/GN为活性物质制备电极,1.0mol/L H2SO4水溶液为电解液组装超级电容器,用循环伏安法(CV)和恒电流充放电技术分别测试了PANI/GN电化学性能,在0.1A/g的电流密度下的比容量为468.5F/g,经过1000次连续充放电,电容保持率为84.9%。与PANI、GN单一材料相比,PANI/GN复合物具有较高的比电容和很好的循环稳定性。     

PANI/CeO_2纳米复合纤维材料的合成和表征

用水热法制备了纳米CeO2,并利用其氧化性通过原位聚合法制备出PANI/CeO2复合纳米纤维。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等检测技术对复合材料的结构进行了表征。结果表明:复合材料两相间存在化学键合作用;酸浓度和无机纳米相影响了聚苯胺纤维结晶。当CPANI0.1mol/L,随着酸浓度的升高,PANI/CeO2的结构形态从球状逐渐发展成纤维状,CeO2粒子的粒径会影响聚苯胺结晶状态,粒径越小,越易形成结晶规整的纤维结构。     

化学法制备高容量导电聚苯胺

在室温下,采用化学原位聚合法制备得到超级电容器用导电聚苯胺(PANI),并采用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)对其形貌和结构进行了表征.以制备的PANI为活性物质作为电极材料,1 mol/L Na2SO4水溶液为电解液组装成扣式超级电容器,通过循环伏安和恒电流充放电测试研究其电化学性能.结果表明,制备的...     

原位聚合法制备聚苯胺改性MoS2及其环氧复合涂层的防腐性能

为提高环氧涂料的防腐性能,本文引入MoS₂纳米片作为阻隔剂,并在MoS₂纳米片表面原位聚合聚苯胺(PANI),制备了夹层结构i-PANI@MoS₂纳米片,利用PANI提高涂层的导电性,达到阳极钝化的效果。研究发现,当PANI与MoS₂的摩尔配比增大到7∶1时,MoS₂片层表面被PANI均匀覆盖,改性效果最好。与环氧树脂复合后,i-PANI@MoS₂-7纳米片在环氧树脂中均匀分散,复合涂层导电率提高,PANI与MoS₂起到了协同防腐作用,此时i-PANI@MoS₂纳米片既作为涂层中的阻隔剂,又作为电化学腐蚀保护剂,因此复合涂层具有最大的阻抗值、最大腐蚀电压以及最小的腐蚀电流密度,防腐性能优异。但PANI与MoS₂配比进一步增大,MoS₂纳米片表面的聚苯胺会发生团聚,导致复合涂层的防腐性能下降。     

聚苯胺/TiO2复合纳米膜电极的制备及其光电性能

采用原位化学氧化法,在酸性TiO2溶胶中未加分散剂制备了聚苯胺修饰的TiO2稳定溶胶,并以涂刮法在柔性导电塑料薄膜上成膜。利用FT-IR、XRD、TEM、选区电子衍射、紫外-可见光谱、光电流-电压曲线对所制备的复合溶胶及复合膜进行了表征。结果表明TiO2与聚苯胺之间实现了结构上的复合,聚苯胺的引入改善了TiO2膜对太阳光的利用率,提高了TiO2膜的光电响应性能。这种用复合溶胶制备聚苯胺/TiO2复合膜的方式扩大了成膜基底的范围。     

Application of polyaniline/manganese dioxide composites for degradation of acid blue 25 by hydrogen peroxide in aqueous media

The kinetics of catalytic degradation of acid blue 25 dye (AB-25) by hydrogen peroxide using polyaniline/manganese dioxide (PANI/MnO₂) composites was investigated. To optimize the degradation kinetics of the dye, several parameters have been varied: (i) parameters varied during the preparation of PANI/MnO₂ composites include: aniline concentration, acid concentration, acid type, amount of ??-MnO₂, stirring time and polymerization temperature and (ii) kinetic variables include: [H₂O₂], dye concentration, amount of composite, pH, addition of salt, and UV-light irradiation. The catalytic activity of the composite is obtained when it has (i) high % PANI content, (ii) high degree of crystallinity, and (iii) high doping ratio. The reaction obeyed second-order kinetics with respect to [H₂O₂], attains a maximum, and decreases thereafter. The degradation decreased when the dye concentration increased. Additionally, the effect of salts on the degradation rate was also studied. The rate of reaction decreases with increasing pH of the medium due to (i) the conversion of ES form of PANI into EB form and (ii) protonated form of the dye is more facial to be oxidized than the deprotonated form. Degradation rate was increased in the presence of UV/H₂O₂ compared to H₂O₂ alone. Mechanism was proposed for the catalytic degradation reaction which is in agreement with the experimental data.     

原位聚合 ( PSS/ PANI) n复合膜的静电层2层自组装

基于静电相互作用 , 从苯胺单体出发原位聚合、现场掺杂、层2层自组装制备多层聚苯乙烯磺酸钠( PSS) /聚苯胺 ( PANI) 复合膜。为了明确控制 PSS/ PANI复合膜纳米结构的因素 , 以紫外2可见 (UV2Vis) 光谱跟踪 PSS/ PANI复合膜的成膜过程 , 系统地研究了基片性质、 氧化剂用量及沉积时间等溶液因素对单个双层复合膜纳米结构的影响 , 得到了制备单个双层复合膜的较优条件。在此基础上变换苯胺单体浓度 , 制备了不同纳米结构的多层复合膜 ( PSS/ PANI) n, 并用原子力显微镜 (AFM) 、 扫描电镜 (SEM) 及椭偏仪等对该多层复合薄膜的形貌结构进行了表征。结果表明 , 通过控制沉积条件 , 每双层复合膜的厚度可控制在 40～100 nm , 电导率可达- 12. 675 mS·cm , 并且可制备增长均匀的 8 个双层的 ( PSS/ PANI) 8复合膜。热失重分析 ( TGA) 表明 , ( PSS/ PANI) n多层复合膜的热稳定性优于普通 PSS/ PANI复合膜。     

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。      

接枝聚合法制备PANI/CeO_2-APTMS复合材料及其电化学性能

对氧化铈(CeO_2)进行3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰得到改性氧化铈(CeO_2-APTMS),并与苯胺(An)发生接枝聚合,制备出CeO_2-APTMS为载体,负载聚苯胺(PANI)的复合材料PANI/CeO_2-APTMS。采用红外光谱、X射线衍射、热重分析及旋转圆盘电化学测试技术,将PANI/CeO_2-APTMS复合材料同未经改性PANI/CeO_2复合材料、纯PANI电化学性能进行比较。结果表明,PANI/CeO_2-APTMS中PANI接枝效果最好,而且CeO_2-APTMS表面接枝PANI与纯PANI结构相同;经过APTMS修饰CeO_2与PANI之间通过价键接枝成PANI/CeO_2-APTMS的起始分解温度在242℃左右,且在200~600℃内的分解速率最慢,PANI/CeO_2-APTMS表现出很好的热稳定性;PANI/CeO_2-APTMS复合材料修饰电极在65g/L Zn~(2+),150 g/L H_2SO_4的硫酸锌体系中,通过循环伏安测试其具有良好峰对称性以及最高阳极峰电流,极化曲线测试对比3类修饰电极时发现在不同转速下PANI/CeO_2-APTMS/GC修饰电极的析氧电位值均偏低,体现出良好的稳定性及析氧电催化活性。     

Enhancing the thermoelectric performance by defect structures induced in p-type polypyrrole-polyaniline nanocomposite for room-temperature thermoelectric applications

Organic thermoelectric materials mainly conducting polymers are green materials that can convert heat energy into electrical energy and vice versa at room temperature. In the present work, we investigated the thermoelectric properties of polymer nanocomposite of polypyrrole (PPy) and polyaniline (PANI) (PPy/PANI) by varying the pyrrole: aniline monomer ratios (60:40, 50:50, and 40:60). The PPy/PANI composite is prepared by in-situ chemical polymerization of PPy on PANI dispersion. It has been observed that the combination of two conducting polymers has enhanced the electrical and thermal properties in the PPy/PANI composite due to the strong π–π stacking and H-bonding interaction between the conjugated structure of PPy and conjugated structure of PANI. The maximum electrical conductivity of 14.7 S m^?1 was obtained for composite with high pyrrole content, whereas the maximum Seebeck coefficient of 29.5 μV K^?1 was obtained for composite with high aniline content at 366 K. Consequently, the PPy/PANI composite with pyrrole to aniline monomer ratio of 60:40 exhibits the optimal electrical conductivity, Seebeck coefficient, and high power factor. As a result, the maximum power factor of 2.24 nWm^?1 K^?2 was obtained for the PPy/PANI composite at 60:40 pyrrole to aniline monomer ratio, which is 29 times and 65.8 times higher than PPy (0.077 nWm^?1 K^?2) and PANI (0.034 nWm^?1 K^?2), respectively.

     

接枝聚合聚苯胺/CeO2-COOH复合材料的性能及聚合机制

对二氧化铈(CeO2)进行羧基化改性得到羧基化二氧化铈(CeO2-COOH),并与苯胺(An)接枝聚合得到核壳结构聚苯胺/二氧化铈复合材料(PANI/CeO2-COOH)。采用红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射、热重分析、扫描电子显微镜及旋转圆盘电化学测试技术分析材料的结构及性能。结果表明,CeO2-COOH的CeIII/CeIV的比值接近1,具有较高的表面氧空位;PANI/CeO2-COOH中PANI接枝效果较好,而且与纯PANI结构相同;CeO2-COOH与PANI之间通过价键接枝形成的PANI/CeO2-COOH复合材料起始分解温度在228℃左右,且在200~600℃内的分解速率较慢,表现出较好的热稳定性;在1mol/LH2SO4中对电极进行循环伏安和恒电流充放电测试,PANI/CeO2-COOH复合材料电极不仅具有良好的峰对称性和最高阳极峰电流,而且还具有较好的电容性能,当电流密度为0.5A/g时,比电容达到149.5F/g。     

有机化学合成法制备碳纳米管/聚苯胺复合材料

通过有机化学合成法使苯胺单体接枝到碳纳米管表面,然后再经化学原位聚合法制备碳纳米管/聚苯胺复合材料.用傅立叶变换红外光谱和扫描电子显微镜对复合材料的成分和形貌进行表征.用循环伏安法、恒流充放电和电化学阻抗等电化学测试手段来表征复合材料的电化学性能.研究结果表明,所制备的复合材料比容量可达到152F/g(有机电解液),显著高于同样条件下的纯聚苯胺、纯碳纳米管及由原位化学聚合法所制备碳纳米管/聚苯胺复合材料的电化学容量(65、25、80F/g),显示出良好的应用前景.     

Preparation and characterization of polyaniline/exfoliated graphite composite via a combination method of in situ polymerization and thermal expansion

Polyaniline/exfoliated graphite (PANI/EG) composite was prepared via a combination method of in situ polymerization and thermal expansion and characterized, using scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD). In the in situ polymerization, PANI/graphite intercalation compounds (GIC) composite was synthesized by GIC and aniline. In the thermal expansion, PANI/EG composite was prepared by PANI/GIC composite. The characterization showed that the morphology of PANI/EG composite was analogous to foam and the surface of PANI/EG composite had many micro-apertures. When PANI/GIC composite was synthesized by 0.80 g of GIC and 2.00 g of aniline, PANI/GIC composite would be exfoliated to PANI/EG composite at 200 °C, which had 75.00 mL·g⁻¹ of the expansion volume and 0.01Ω⁻¹ cm⁻¹of the conductivity.     

一步法合成具有优异循环性能的聚苯胺纳米线/自支撑石墨烯复合材料

研究采用一步电化学剥离和电沉积法,在含Na₂SO₄、HCl与苯胺(An)单体的混合溶液中,以柔性石墨纸为原料,利用电场条件下电解液离子定向迁移和苯胺单体的电聚合制备聚苯胺纳米线/自支撑石墨烯(PANI/SGr)复合材料。更具活性的新生SGr与PANI结合,显著提高了PANI/SGr复合材料的稳定性。PANI呈纳米线状均匀分布在SGr上,形成的三维网络结构所呈现出的孔隙促进了电解液离子扩散到复合材料的内部结构中。将PANI/SGr复合材料作为超级电容器电极材料进行电化学测试,2 mV·s?1的扫速下获得的比电容为453 F·g?1。在0.5~10 A·g?1的电流密度范围内,PANI/SGr复合材料倍率性能达73.1%。在1 A·g?1的电流密度下PANI/SGr复合材料经10000次充放电之后的循环稳定性仍高达87.3%。这表明PANI/SGr复合材料具有良好的电容性能和优异的循环稳定性,有望作为超级电容器电极材料。