有机/无机酸复合掺杂导电聚苯胺的合成及性能研究

采用化学氧化聚合法以苯胺为单体,过硫酸胺为氧化剂,在有机/无机混合酸的水溶液中合成导电聚苯胺.考察了有机/无机混合酸对聚苯胺性能的影响,并通过四探针、差热分析、红外光谱及拉曼光谱研究聚苯胺掺杂前后结构的变化.结果表明,当聚合温度为20℃、磺基水杨酸和硫酸的摩尔浓度比为0.25:1时,掺杂态聚苯胺电导率和溶解度达到最大值;其中电导率可达13.5 S·cm~(-1),在氮甲基吡咯烷酮(NMP)中溶解度可达85%.差热分析表明,有机/无机酸复合掺杂聚苯胺热稳定性较单一酸掺杂聚苯胺热稳定性有很大的提高;红外光谱和拉曼光谱表明;掺杂后聚苯胺具有导电性是因为其分子链上电荷离域形成了共轭结构.     

聚苯胺的合成、表征及气敏性能研究

用化学氧化聚合法,以苯胺(An)为单体,过硫酸铵(APS)为氧化剂,控制反应温度,在酸性介质(无机酸和有机酸)中合成聚苯胺(PAn)。用傅里叶红外光谱(FTIR)和紫外可见光光谱(UV-Vis)对聚苯胺掺杂前后结构的变化进行了测试,讨论了酸掺杂对聚合产物结构的影响。结果表明电子的离域使聚苯胺主链结构经质子酸掺杂后形成了共轭结构。常温下,通过聚苯胺的气敏性能测试,得知有机酸掺杂的聚苯胺的气敏性能更好,其中用磺基水杨酸掺杂的聚苯胺对1000ppm氨气的灵敏度最高,达到了14.8580,具有实际应用价值。     

不同酸搀杂对聚苯胺的结构和形貌的影响

以过硫酸铵为氧化剂,苯胺为单体,不同酸的水溶液为溶剂,采用化学氧化法合成了聚苯胺。利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)对制备的聚苯胺的结构和形貌进行了表征和分析。结果表明,不同酸掺杂的环境下,聚合而成的聚苯胺的结构和形貌存在一定的差异。     

聚苯胺的合成、表征及气敏性能研究

用化学氧化聚合法,以苯胺(An)为单体,过硫酸铵(APS)为氧化剂,控制反应温度,在酸性介质(无机酸和有机酸)中合成聚苯胺(PAn).用傅里叶红外光谱(FTIR)和紫外可见光光谱(UV-Vis)对聚苯胺掺杂前后结构的变化进行了测试,讨论了酸掺杂对聚合产物结构的影响,结果表明电子的离域使聚苯胺主链结构经质子酸掺杂后形成了共轭结构.常温下,通过聚苯胺的气敏性能测试,得知有机酸掺杂的聚苯胺的气敏性能更好,其中用磺基水杨酸掺杂的聚苯胺对1000 ppm氨气的灵敏度最高,达到了14.8580,具有实际应用价值.最后初步探讨了聚苯胺的气敏机理.     

导电聚苯胺的合成与表征

采用微乳液聚合法,以苯胺为单体、十二烷基苯磺酸(DBSA)/盐酸(HCl)复合酸掺杂制备了导电聚苯胺,通过红外光谱对其结构进行了表征,考察了合成工艺条件对聚苯胺导电性能的影响,探讨了有机无机复合酸体系对聚苯胺热稳定性的影响。在复合酸十二烷基苯磺酸与盐酸物质的量比为3∶2、复合酸与单体物质的量比为2.0∶1、聚合温度为20℃、聚合时间为10h的优化条件下,所得到的掺杂态聚苯胺导电性能最佳。适当配比的有机无机复合酸掺杂后,导电聚苯胺的热稳定性显著提高。     

有机磺酸掺杂聚苯胺的气敏性能

采用化学氧化聚合法,以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,在不同的酸性介质中合成了聚苯胺(PAn),采用傅里叶红外光谱和TG-DTA技术埘聚苯胺掺杂前后的结构变化和热稳定性进行了分析,结果表明,掺杂剂的加入降低了聚苯胺分了链的分解温度,与HCl掺杂相比,有机磺酸掺杂的聚苯胺具有更好的热稳定性.研究了不同质子酸掺杂对聚苯胺气敏性能的影响,结果表明有机磺酸掺杂的聚苯胺比PAn-HCI对目标气体具有更好的灵敏性,其中结果最好的PAn-SSA在室温下对1000×10-0NH3的灵敏度达到了15.47,而且响应时间小于20 s,恢复时间小于2 min,响应恢复性能良好.测试了不同酸掺杂聚苯胺灵敏度的长期稳定性,结合TG-DTA的分析结果,说明与PAn-HCI相比,有机磺酸掺杂的聚苯胺具有更好的环境稳定性.     

不同酸掺杂聚苯胺炭化产物的制备及其电化学性能

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,草酸、柠檬酸、酒石酸、硫酸为掺杂酸,通过快速均相氧化聚合法制得微纳结构聚苯胺前驱体,在氮气保护下进行高温处理获得炭化产物。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、等温氮气吸脱附测试对材料进行物相组成及微观结构表征,通过循环伏安、恒流充放电对聚苯胺炭化产物进行电化学性能测试。结果表明,聚苯胺的炭化收率约为40%,炭化产物为无定型炭材料,含有丰富的氮氧元素,在2 mol×L~(-1) H2SO4电解液中具有典型的双电层电容特性。其中柠檬酸掺杂聚苯胺炭化产物的比表面积最高(1 532 m~2×g~(-1));酒石酸掺杂聚苯胺炭化产物的比电容最大(141F×g~(-1),5 mV×s~(-1)),经恒流充放电3 000次循环后的电容保持率最佳(约70%)。通过探讨掺杂酸对聚苯胺炭化产物的影响,认为掺杂酸可调控聚苯胺炭化产物的微观形貌、孔径分布、氮氧含量、电化学性能,为制备以聚苯胺为前驱体的氮氧共掺杂炭材料提供了新的研究思路。     

氯化铁氧化掺杂聚苯胺的合成及表征

聚苯胺是一种独特的共轭高分子聚合物,它经过简单的非氧化还原的酸(或碱)的掺杂(或解掺杂)后可以实现该高聚物在绝缘体和导体之间转变。本论文采用快速混合的方法在氧化剂+苯胺+盐酸体系中制备微/纳米聚苯胺,并通过扫描电镜、紫外-可见光光谱仪、红外光谱仪对所制备产物进行表征。结果表明,当氧化剂为三氯化铁时,所制备产物形貌为分散性良好,平均直径为200nm左右的纤维,经紫外-可见光吸收谱和红外光谱表征,所得产物为掺杂态的聚苯胺。综合考虑产物结构和形貌,得到最优合成条件为:盐酸浓度0.5mol.L-1,三氯化铁与苯胺配比为8:1,室温下反应时间8h。     

大分子酸的掺杂条件对聚苯胺导电性的影响

研究了掺杂酸种类、氧化剂浓度、反应温度、有机酸浓度对聚苯胺导电性的影响,选用过硫酸铵(APS)作为氧化剂,磺基水杨酸(SSA)和对甲苯磺酸(TSA)两种有机酸作为掺杂酸,经过试验探索得到最佳的工艺:苯胺与APS、掺杂酸的摩尔比为1∶1∶1,聚合温度0℃,APS浓度为1.0 mol/L,SSA和TSA的浓度分别为0.3 mol/L和0.4 mol/L。     

DBSA掺杂聚苯胺的制备、表征及其导电性

采用过硫酸铵(APS)为氧化剂在十二烷基苯磺酸(DBSA)微胶束中化学氧化制备纳米棒状聚苯胺;DBSA既起乳化剂也起掺杂剂的作用。制备的掺杂聚苯胺用红外光谱(FTIR)、紫外光谱(UV-vis)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)进行了表征;透射电镜(TEM)下首次观察到了聚苯胺的有序排列结构,晶面间距为5.99 Å。考察了掺杂剂/苯胺、氧化剂/苯胺的摩尔比和反应温度、时间等对聚苯胺电导率影响,最高电导率达到了0.72 S/cm。透射电镜怎能看到5.99     

Synthesis of ammonium persulfate microcapsule with a polyaniline shell and its controlled burst release

Polymer hydraulic fracturing is important for increasing production during petroleum exploitation. After fracturing, the high-viscosity polymer should be completely decomposed by gel breakers (ammonium persulfate [APS]) to realize high conductivity in the proppant pack. A new series of polyaniline microcapsules loaded with APS for the preparation of delayed-release gel breakers were synthesized via in situ polymerization. The silica nanoparticles were doped in polyaniline to control the release of the encapsulated APS. The morphology, shell wall thickness, and elemental composition of the microcapsules were characterized by scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and two-dimensional scanned energy-dispersive X-ray spectroscopy. The results revealed that the microcapsules were irregularly spherical with average diameters of about 5–6 μm and had shell thicknesses of 150–300 nm, and the silica nanoparticles had been successfully doped in the polyaniline shell. The microcapsules had a burst release pattern, and their initial release time was precisely controlled by adjusting the concentration and temperature of the sodium hydroxide solution. With increased demands for high performance delayed-release microcapsules, the prepared polyaniline microcapsules loaded with APS show great potential for practical applications in petroleum exploitation, self-healing coating, fiber printing, and grease.     

可溶导电聚苯胺材料的合成研究

采用乳液聚合方法，合成有机大分子酸DBSA掺杂的可溶导电聚苯胺。探讨DBSA和引发剂用量对掺杂聚苯胺电导率及其溶解性的影响。合成了电导率较高和很好溶解性的导电聚苯胺材料，可以用作抗静电材料。     

聚苯胺的制备及其导电性能

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,盐酸为掺杂酸,采用化学氧化法制备出盐酸掺杂聚苯胺(PANI-HA),研究了过硫酸铵与苯胺单体摩尔比(n APS:n An)、HCl浓度、反应温度和反应时间对PANI-HA电导率的影响;采用正交分析法研究了各影响因素对PANI-HA电导率的主次关系。结果表明:影响PANI-HA电导率的主次关系为反应温度n APS:n An反应时间HCl浓度;制备PANI-HA的最佳工艺为nAPS:n An=1.0,HCl浓度1.0 mol/L,反应温度10℃,反应时间8 h。     

Effect of LiCl as an additive in the polymerization reaction of aniline and its influence on the structural and electrical property of polyaniline

Doped polyaniline (PANI) is synthesized in aqueous HCl medium by ammonium persulphate (APS) as oxidant. We used LiCl during in situ polymerization of aniline to explore any improvement of electrical properties of PANI due to Li⁺ and HCl incorporation. We varied the HCl and LiCl molarity in the polymerization medium keeping the total Cl⁻ concentration constant. The level of Li⁺ loading was measured by fluorescence spectroscopy of doped PANI. The PANI was characterized by FTIR and UV–visible spectroscopy, XRD analysis, intrinsic viscosity measurement and optical microscopy. The conductivity of doped PANI was measured by four probe method. Hall effect measurement was also done to measure the resistivity and the charge carrier density of the doped polyaniline.     

聚苯胺/nano-ATO导电复合材料的原位聚合与表征

用原位聚合法,以十二烷基苯磺酸(DBSA)/HC l混酸为掺杂剂,过硫酸胺(APS)为氧化剂,制备了聚苯胺/掺锑二氧化锡(ATO)导电复合材料。探讨了ATO用量对导电复合材料电导率的影响。在n(苯胺)∶n(APS)∶n(DBSA)=1∶1∶0.7,m(ATO)∶m(苯胺)=0.1∶1时,复合材料室温25℃的电导率最高可达8.35 S/cm,比通常方法合成的聚苯胺和nano-ATO的电导率分别提高约1至2个数量级。通过FTIR、XRD、SEM和TEM对目标物进行了表征,结果表明,苯胺优先在ATO纳米粒子表面聚合,形成聚苯胺包覆ATO的导电复合材料。     

碘掺杂聚苯胺催化合成苯甲醛-1,2-丙二醇缩醛

自制了PAn(聚苯胺)-I2(碘)催化剂,并对其结构进行了表征。通过苯甲醛和1,2-丙二醇为原料合成苯甲醛-1,2-丙二醇缩醛,探讨了PAn-I2催化剂对缩醛反应的催化活性,表明PAn-I2是合成苯甲醛-1,2-丙二醇缩醛的良好催化剂。系统地研究了原料配比、催化剂用量、带水剂用量、反应时间诸因素对产品收率的影响,在n苯甲醛∶n1,2-丙二醇=1∶1.5、催化剂用量为反应物料总质量的0.98%、带水剂环己烷用量为14mL、反应时间2h的优化条件下,苯甲醛-1,2-丙二醇缩醛的收率可达91.0%。     

功能酸二次掺杂聚苯胺的防腐蚀性能

聚苯胺具有独特的掺杂脱掺杂特性,能在特定的反应条件下合成出形貌较好的纳米纤维,使得通过脱掺杂和二次掺杂能制备出拥有特殊防腐官能团的新型纳米材料。将硫酸体系中合成的聚苯胺纳米纤维经氨水脱掺杂,再用磷酸、对甲苯磺酸和酒石酸等功能酸在脱掺杂态聚苯胺基础上制备出二次掺杂态聚苯胺,测试了聚苯胺/环氧树脂复合涂层的防腐蚀性能,并与功能酸一次掺杂态聚苯胺进行了对比。结果表明,功能酸掺杂的聚苯胺都有一定的防腐蚀效果;功能酸二次掺杂态聚苯胺比一次掺杂态聚苯胺有更好的防腐蚀性能,二次掺杂态聚苯胺涂层拥有更高的阻抗,其中酒石酸二次掺杂态聚苯胺涂层的阻抗最高,浸泡120 d后为3.48×10⁷ Ω·cm²,较其一次掺杂态聚苯胺涂层高出一个数量级。