Fe_3O_4-ODA/GO/PANI复合材料的制备及其电容性能

在当今能源紧缺的情况下,超级电容器由于具有功率密度高、充放电时间短、循环寿命长等优点而被广泛应用于工业自动化控制、电力、国防以及新能源汽车等众多领域。本文以十八胺修饰的四氧化三铁纳米粒子(Fe_3O_4-ODA),氧化石墨烯(GO)以及苯胺单体为原料,通过原位聚合成功制备了Fe_3O_4-ODA/GO/PANI三元复合电极材料,其比电容高达516F/g,远高于二元复合材料GO/PANI和Fe_3O_4-ODA/PANI的比电容(分别为224F/g和345F/g)。并且,在1000次循环充放电之后,其容量仍可维持86.5%。此外,利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)等手段对该复合材料的形貌和结构进行了表征。     

原位聚合法制备兰炭/聚苯胺复合材料及其电容性能

以兰炭为基体,通过引发苯胺在其孔隙和表面进行原位聚合,制得BET平均孔径为11.1nm、电导率为58.0S·m-1、比电容为143.6F/g、能量密度为16.2Wh/kg、兼具双电层电容和赝电容特征的兰炭/聚苯胺复合材料。SEM、比表面与孔结构、FTIR、电导率和电容性能测试表明,聚苯胺对兰炭进行了大孔填隙和表面包覆,聚苯胺对兰炭的大孔填隙使其转变成多个介孔,且填隙聚苯胺呈现的伸展链构象,共同改善了材料的电子传输和电容特性。另外,聚苯胺大分子与兰炭中的芳核分子发生了化学键合,形成了更大共轭体系。且聚苯胺分子链中的N与兰炭表面的醇羟基,聚苯胺分子链上的仲胺盐中的H与兰炭表面的芳基烷基醚形成的氢键进一步加强了两者的界面作用。提出了兰炭/聚苯胺复合材料的界面作用模型。     

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%。     

PANI/MnOC生物质碳基电极材料的制备及电化学性能研究

聚苯胺(PANI)在连续充放电后出现结构塌陷,导致其循环稳定性变差的问题.采用原位聚合技术,使苯胺在生物质碳(MnOC)材料表面发生原位聚合,控制PANI颗粒在MnOC表面有序生长,制备的PANI/MnOC复合电极材料同时具备MnOC双电层电容和PANI法拉第赝电容的特征.对材料的分析测试结果表明,PANI/MnOC复...     

原位聚合法制备石墨烯/聚酰亚胺复合材料及其性能

以石墨烯(GNS)为改性填料,采用原位聚合法制备了GNS/聚酰亚胺(GNS/PI)复合材料,对有关产物的形貌和结构进行了表征。研究了GNS添加量对复合材料力学、电学和热学性能的影响。结果表明:GNS为较薄的片层状,表面较光滑,褶皱较少,有含氧基团残留;当GNS质量分数为1.5%时,复合材料力学性能达到最佳,其拉伸强度达126.7MPa,断裂伸长率达3.4%,邵氏硬度达89.7,摩擦系数和磨损率分别比纯PI降低了50.0%和70.6%;当GNS质量分数为1.0%时,复合材料电导率比纯PI提高了6个数量级;当GNS质量分数为2.0%时,复合材料热起始分解温度达559.2℃,比纯PI提高11.4℃。     

PPy/MWNTs/GO复合材料的制备与电化学性能研究

以吡咯为单体,多壁碳纳米管和氧化石墨烯为模板,过硫酸铵为氧化剂,采用原位化学聚合法制备了聚吡咯/多壁碳纳米管/氧化石墨烯(PPy/MWNTs/GO)复合材料.利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射谱(XRD)、扫描电镜(SEM)、循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗谱(EIS)对制备复合材料的结构、微观形貌和电化学性能进行了研究,探讨了多壁碳纳米管/氧化石墨烯比例、吡咯用量对复合材料电容性能的影响.研究结果显示,PPy/MWNTs/GO复合材料具有较大的比电容和良好的循环稳定性,且具有较小的电荷转移电阻,接近于理想的超级电容器用电极材料.     

原位聚合法制备PANI/EP导电防腐蚀涂层

传统方法制备的聚苯胺防腐蚀导电涂层,聚苯胺易下沉,使涂层电导率差.为此,借用原位聚合方法制备了聚苯胺/环氧树脂(PANI/EP)复合防腐蚀涂层.利用相应的性能测试方法检测和比较了不同反应条件下(如苯胺单体用量、引发剂的用量、酸量、聚合时间)合成的聚苯胺复合涂层的导电性能,并将其与传统方法制备的涂层进行了比较.结果表明:降低了氧化剂、酸的用量;因为降低了聚苯胺的粒径而减轻了聚苯胺粒子在涂层中的下沉,从而提高了涂层的导电性能,电导率达到1.6×10-2S/m.     

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。     

樟脑磺酸原位聚合聚苯胺的性能研究

用樟脑横酸（HCSA）代替盐酸经原位聚合制备了樟脑磺酸掺杂聚苯胺（PANI，HCSA．），并用红外，紫外和荧光光谱等表征，研究了梓脑磺酸掺杂的聚苯胺在不同的有机溶剂中的溶解性及可见－紫外光的吸收现象，结果表明，PANI．HCSA具有良好的导电性和溶解性，红外光谱显示聚苯胺苯环上有CSA－基因，UV－Vis吸收光谱表明，在不同的有机溶剂中，溶剂，聚苯胺，樟脑磺酸之间有不同的相互作用，从而使其体系具有不同的UV－Vis吸收光谱，PANL，HCSA荧光光谱与PANI荧光光谱相比，荧光强度降低，并红移至400nm。     

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。     

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.     

原位聚合PA11/GO纳米复合材料的流变性能研究

采用原位聚合法制备了PA11(尼龙11)/GO(GO)纳米复合材料,并采用XLY-Ⅱ型毛细管流变仪研究了共混物的流变特性。结果表明:PA11及其复合材料均为假塑性流体,呈现切力变稀的现象;非牛顿指数n均小于1。随着GO含量的增加,PA11/GO纳米复合材料的表观黏度升高,粘流活化能下降,表明共混材料的表观黏度对温度的敏感性降低,易于加工成型。     

三维多级孔石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及电化学性能

采用水热法合成聚糠醇（PFA）,探究了表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）添加量和反应时间对PFA微观形貌的影响。将改进Hummers法制备的氧化石墨烯（GO）对PFA、泡沫Ni进行包覆,探讨了PFA模板与GO不同质量比的包覆效果。去模板后成功构筑三维大孔石墨烯（3D rGO）,3D rGO再经KOH活化获得三维多级孔石墨烯（3D PrGO）,3D PrGO经与聚苯胺（PANI）原位复合获得3D PrGO/PANI复合材料。采用XRD、SEM、TEM、FTIR、XPS和比表面（BET）分析法对材料的物相组成、微观结构、形貌、比表面和孔径进行表征,采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗谱分析了3D PrGO/PANI复合材料的电化学性能。结果表明:通过控制糠醇、PVP及水的比例,在180℃水热反应24 h成功制备了球径在500 nm左右的PFA微球。在PFA与GO质量比为1∶1时包覆效果最佳。450℃热处理6 h成功去除PFA模板并形成400~600 nm左右的大孔,经KOH活化后,在3D PrGO上形成介孔结构。3D PrGO/PANI复合材料在0.5 A/g电流密度下比电容为433 F/g,在1 A/g下1 000次循环充放电之后,3D PrGO/PANI复合材料的比电容保留率为75%,高于纯PANI的69%。      

片状聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的制备及电化学性能

通过原位聚合在低温条件下(-10℃)制备具有片状微结构的聚吡咯(PPy)/氧化石墨烯(GO)复合材料,利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行结构表征的基础上,利用循环伏安(CV)、恒流充放电(GC)、电化学阻抗技术(EIS)测试复合材料的电化学性能。FT-IR结果表明复合材料中GO与PPy存在相互作用;SEM结果表明复合材料显示为亚微米片状结构形貌;CV、GC、EIS电化学分析表明,与纯聚吡咯及氧化石墨烯相比,复合材料显示出优越的电容特性。当电流密度保持在1 A/g时,复合材料的比电容可达319 F/g,比GO(9 F/g)和PPy(167 F/g)的比电容都要高,该复合材料可用作潜在的超级电容器电极材料。     

原位聚合法制备铁氧体/聚苯胺吸波复合材料的研究进展

电磁污染已成为继空气污染、水污染和噪声污染之后的第四大污染, 吸波材料因其吸收和衰减特性, 可以作为解决电磁污染的有效手段。聚苯胺(PANI)作为一种电阻损耗型吸波材料, 可以满足吸波材料"厚度薄"、"质量轻"的发展理念, 但由于阻抗匹配度差, 吸波性能并不理想。铁氧体作为一类传统的磁损耗型吸波材料, 因其密度较高使其适用范围受到限制。高密度的铁氧体与低密度的聚苯胺复合制备的吸波材料, 不仅可以调整复合材料的密度, 而且还能改善复合材料的阻抗匹配, 提高铁氧体/聚苯胺复合材料的吸波性能。本文首先探讨了聚苯胺以及铁氧体/聚苯胺复合材料的制备方法, 其次阐述了铁氧体/聚苯胺复合材料的吸波机理。然后分别归纳了尖晶石型、磁铅石型、石榴石型铁氧体与聚苯胺制备的复合材料在吸波领域的研究进展。最后指出铁氧体/聚苯胺复合材料应趋向于电磁仿真和多元复合化的方向发展。     

磺酸盐型水性聚氨酯/聚吡咯导电材料的原位制备与电阻性能

以聚乙二醇(PEG1000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)以及2,4-二氨基苯磺酸钠(DASS)为原料,通过预聚体法合成了磺酸盐型水性聚氨酯分散液(SWPU)。再以FeCl3为氧化剂,采用原位化学氧化聚合法使吡咯(Py)在SWPU中聚合,制备了磺酸盐型水性聚氨酯/聚吡咯(SWPU/PPy)导电复合材料。研究了制备条件(如投料比和投料顺序)、反应条件等对磺酸盐型水性聚氨酯/聚吡咯(SWPU/PPy)导电复合材料电阻性能的影响。红外光谱图表明PPy与SW-PU分子间存在氢键缔合。实验结果亦表明,最佳制备条件为:Py浓度为30%,n(FeCl3)/n(Py)=2.2,投料顺序为SWPU→Py→FeCl3,反应温度0℃(冰浴),反应时间为3h,SWPU/PPy电阻率可达到1Ω·cm。     

原位聚合法制备纳米凹凸棒土/聚乳酸复合材料

将凹凸棒土（AT）进行提纯和有机改性后, 采用原位聚合法制备了OAT质量分数为1%、 3%、 5%的纳米凹凸棒土/聚乳酸复合材料（OAT/PLA-x）。采用红外、 扫描电镜、 X射线衍射等对复合材料进行了表征, SEM结果表明, 凹凸棒土粒子在复合材料中实现了均匀稳定分散。复合材料的力学性能和综合热性能测试表明: OAT/PLA-3复合材料的拉伸强度、 弹性模量分别比纯PLA增加98.6%和130.0%; 复合材料的热稳定性明显提高。同时, 复合材料的溶液降解速率也明显加快。      

原位聚合法制备红色电子墨水微胶囊

采用十八胺对永固红F5R实施表面改性,使其与四氯乙烯之间的亲和性得到改善,获得分散性良好的悬浮液,并有效抑制微胶囊化过程中颗粒的转移.本文将十八胺改性永固红F5R颗粒分散在四氯乙烯中为电泳基液,通过原位聚合法制备了红色电子墨水微胶囊,并采用光学显微镜和扫描电镜研究了微胶囊的表面形貌.