不同质子酸掺杂对聚苯胺合成与性能的影响

由化学氧化法制得的聚苯胺(PANI)被不同质子酸掺杂。研究盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、樟脑磺酸(CSA)和十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂对PANI产率、溶解性以及电导率的影响。研究发现,HCl掺杂的PANI电导率为0.263 4 S/cm、产率可达到78.83%。还讨论不同HCl浓度和不同过硫酸铵/苯胺(APS/An)的物质的量比对HCl掺杂PANI产率和电导率的影响,当HCl的浓度达到1.2 mol/L、APS/An物质的量比为0.6时,PANI的电导率和产率均为最大值。     

十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺的性能研究

用十二烷基苯磺酸 (DBSA)对本征态聚苯胺 (PAn)进行掺杂 ,得到溶解性、成膜性和光电性能俱佳的掺杂态聚苯胺。红外光谱研究表明 :DBSA掺杂PAn的吸收峰都向低频方向移动。探讨DBSA浓度、掺杂温度和时间以及洗涤滤液pH值对聚苯胺电导率的影响。结果表明 :当c(DBSA) =1 0mol/L ,T =32 3K ,t=8h ,洗涤滤液 pH =3时 ,聚苯胺的电导率为 0 90 9S/cm。紫外 -可见吸收光谱表明 ,掺杂态聚苯胺的吸收峰变宽而且发生红移。X射线衍射在 2θ =8 86°,1 7 7° ,2 1 4°和 2 6 7°处出现 4个较强的低角度衍射峰 ,表明DBSA掺杂的聚苯胺具有较强的结晶性能。     

不同酸掺杂聚苯胺的性能研究

合成了盐酸(HC1)、氨基磺酸(NH2SO3H)、十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的聚苯胺(PANI),探讨了酸用量、氧化剂用量、反应时间以及反应温度等因素对产物电导率的影响,并对这3种酸掺杂的聚苯胺的压片电阻和热稳定性进行了比较.结果表明:当c(HCl)=0.5 mol·L-1,反应时间为6 h,n(APS)∶n(An)为1.0,在1 ℃左右下所得HCl掺杂的PANI的电导率为1.98 S·cm-1;当c(NH2SO3H)=1.0 mol·L-1,反应时间为6 h,n(APS)∶n(An)为2.0,在2 ℃左右下所得NH2SO3H掺杂的PANI的电导率为0.26 S·cm-1;当c(DBSA)=1.0 mol·L-1,反应时间为8 h,n(APS)∶n(An)为2.0,在2 ℃左右下所得DBSA掺杂的PANI的电导率为0.98 S·cm-1.对于产物的固体压片电阻,HC1掺杂PANI最小为10 Ω,NH2SO3H掺杂PANI最大为120 Ω.而对于产物的热稳定性,NH2SO3H和DBSA掺杂的PANI具有较好的环境稳定性,要好于HC1掺杂的PANI.     

盐酸掺杂聚苯胺的热稳定性的研究

对盐酸掺杂的聚苯胺 (PANI HCl)进行热处理 ,通过元素分析、TG、FT IR、WAXD等研究了热处理温度对PANI HCl的组成、结构及电导率的影响。结果表明PANI HCl的温度低于 140℃时具有良好的稳定性 ,但温度超过 160℃后 ,起掺杂作用的HCl会从聚苯胺分子链中脱除而导致电导率逐渐下降 ;当热处理温度为2 60℃时 ,2h内样品的电导率比处理前下降 11个数量级 ,只有 3 4 6× 10 - 10 S·cm- 1。此外 ,随着热处理温度的升高 ,PANI HCl的结晶能力也逐渐下降     

合成条件对聚苯胺热电性能的影响

热电材料是一类通过固体内部载流子的运动来实现热能与电能之间转换的材料。聚苯胺(PANI)具有原料便宜易得,合成简便,热导率低等优点,其热电性能备受关注。为了了解合成条件对聚苯胺热电性能的影响,用化学氧化聚合法合成了盐酸(HCl)掺杂的聚苯胺,并研究了引发剂(APS)与苯胺(An)的物质的量比值(n_(AP)S/n_(An))、HCl浓度、温度对聚苯胺热电性能的影响。研究表明:最佳的合成条件为n_(APS)/n_(An)值为1.25,HCl浓度1.0 mol.L~(-1),合成温度为20℃。     

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。     

聚苯胺和聚对苯二甲酰对苯二胺导电复合物的研究

聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)与导电性聚苯胺(PAn)共混,得到一种既有PPTA的液晶性,又有PAn导电性的全新材料。PPTA和PAn以不同质量比共溶于浓硫酸后,可制成线材及薄膜,在1mol/1HCl水溶液中成型及拉伸。实验结果表明:PPTA的液晶性随PAn加入量的增加稍有减弱;线状PPTA/PAn的抗张强度随PAn混入量的增加而增大(从41.20N/mm~2增至44.80N/mm~2);断裂伸长与PAn混入量的多少无关(仍保持在4%),PPTA/PAn复合物的电导率随PAn含量的增加而升高,当PPTA:PAn=2:1(质量比)时,其电导率为2.3×10~(-1)S/cm,较纯PAn(3-5S/cm)小一个数量级,复合物的衍射图在2θ=22.7°及25°处有两个峰,分别与纯PPTA及统PAn的峰的位置相同,因此说明二者是以分子复合形式存在。SEM图表明复合物线材表面呈取向排列,且PPTA与PAn混合均匀。     

硅钨酸掺杂聚苯胺催化合成2-异丙基-1,3-二氧环戊烷

采用回流法自制了硅钨酸(H4SiW12O40)掺杂聚苯胺(PAn)催化剂H4SiW12O40/PAn。通过异丁醛和乙二醇为原料合成标题化合物,探讨了硅钨酸掺杂聚苯胺催化剂对缩醛反应的催化活性,较系统地研究了原料物质的量比、催化剂用量、反应时间诸因素对产率的影响。实验表明,硅钨酸掺杂聚苯胺催化剂是合成标题化合物的良好催化剂,在n(乙二醇)∶n(异丁醛)=1.5∶1,催化剂用量为反应物料总质量的1.2%,环己烷为带水剂,反应时间1.0h的优化条件下,标题化合物的收率可达88.8%。     

氧化剂浓度对漂珠/聚苯胺复合材料的制备及其性能影响研究

本文采用乳液聚合法制备了十六烷基三甲基溴化铵改性漂珠/聚苯胺复合材料(FAFB-HDTMA/PAn),利用FTIR、SEM对产物的结构与形貌进行分析,并讨论了不同氧化剂过硫酸铵(APS)浓度对FAFB-HDTMA/PAn复合材料的产物颜色及其电学性能的影响.实验结果表明:利用FTIR和SEM分析证明HDTMA对FAFB修饰改性成功,FAFB-HDTMA被PAn包覆;通过观察复合产物颜色可知,随着APS:An浓度比的增加,产物颜色更趋近于掺杂态PAn的颜色;利用四探针技术测试发现,聚苯胺的电导率随着改性粉煤灰漂珠(FAFB-HDTMA)的加入而降低了近100倍;利用LCR数字电桥测试发现,在100 kHz～2 MHz的频率范围内,FAFB-HDTMA/PAn复合材料的相对介电常数和介电损耗随外加频率的增大而减小,进而可知当APS::An浓度比为0.8时,FAFB-HDTMA/PAn复合材料的电导率和相对介电性能均为最优效果.     

H_2O_2-Cu~(2+)化学氧化法合成聚苯胺纳米纤维

以硫酸铜(CuSO4)为催化剂,H2O2为氧化剂,通过"无模板"化学氧化聚合制备出聚苯胺纳米纤维。研究了温度、H2O2的浓度、催化剂的浓度对聚苯胺的产率、电导率、反应速度的影响,确定出最佳聚合反应条件为:苯胺0.1 mol/L,盐酸1 mol/L,H2O2 0.15 mol/L,CuSO40.05 mol/L,反应时间为24小时。在此条件下合成聚苯胺的产率为58.2%,电导率为1.98 S/cm。红外光谱和紫外-可见光谱确定了合成聚苯胺的结构,扫描电镜图中发现制备导电聚苯胺呈纤维状,直径大约为60~80 nm,长度大约为400 nm。     

复合氧化剂在合成导电聚苯胺中的应用

以苯胺为单体,采用(NH4)2S2O8和抗坏血酸组成的复合氧化剂,在硫酸水溶液中,用化学氧化法直接合成导电聚苯胺。系统地研究了复合氧化剂配比、硫酸的浓度、氧化剂浓度等因素对苯胺聚合反应的影响。结果表明,该方法聚合反应的最佳条件为:在10~25℃的温度范围内,不加氮气保护条件下,苯胺1.0 mol/L,H2SO41 mol/L,(NH4)2S2O81 mol/L,(NH4)2S2O8/抗坏血酸(C6H8O6)的配比为10∶1,合成了电导率达1.33 S/cm、产率达82.17%的聚苯胺。通过红外光谱和X衍射研究了通过不同氧化剂聚合得到聚苯胺的结构变化,结果表明,复合氧化剂氧化聚合得到的聚苯胺结晶比通过过硫酸胺作氧化剂聚合得到的聚苯胺结晶好,并且相应基团在红外光谱上发生红移。     

磁场环境下氧化剂和掺杂剂浓度对聚苯胺性能的影响

在不同磁场强度下,用过硫酸铵(APS)为氧化剂,磺基水杨酸(SSA)为掺杂剂合成导电聚苯胺(PAn),通过对PAn掺杂率的计算和电导率的测定,研究了氧化剂和掺杂剂浓度对PAn性能的影响。采用红外光谱、X射线衍射、粒径分析等研究了制备的PAn性能与结构。实验结果表明磁场对苯胺聚合的影响是正向的,氧化与掺杂条件的变化是影响电导率的重要因素。     

乳液聚合法制备聚苯胺/聚乙烯醇电致变色材料

以十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂剂,在非有机溶剂的两相体系中以聚乙烯醇(PVA)为成膜助剂,采用现场乳液聚合法合成了可直接用于制备电致变色膜的聚苯胺(PAn)/PVA乳液。研究了PVA含量、苯胺(An)与DBSA的量比、氧化剂过硫酸铵(APS)与An的量比及反应温度对膜的电致变色性、导电性的影响。实验结果表明:在w(PVA)=4 3%、n(An)∶n(DBSA)∶n(APS)=0 86∶1∶0 86、反应温度为8℃时,所制得的PAn/PVA乳液可直接制成具有良好电致变色性的自支撑膜(电致变色响应时间小于0 5s,电导率可达2 69×10-4S/m)。     

聚苯胺的合成及其光谱特性

:采用化学氧化聚合法 ,以苯胺为单体 ,过硫酸铵 (APS)为氧化剂 ,在酸性介质中合成聚苯胺(PAn) ,聚合物的比浓粘度 (ηSP) C=0 .1=1 d L/ g,酸掺杂后电导率 (σ)为 1 0 0 S/ cm。讨论了单体与氧化剂的比例、反应体系的温度以及聚合反应的时间对聚合产物的影响。采用傅里叶红外光谱 (FTIR)和紫外可见光光谱 (UV- Vis)对聚苯胺掺杂前后结构的变化 ,表明聚苯胺主链结构经质子酸掺杂后由于电子的离域形成了共轭结构 ,从而使聚苯胺有良好的导电性能。     

化学聚合条件对活性碳纤维/聚苯胺复合材料电容性能的影响

本文研究了活性炭纤维/聚苯胺复合材料的制备方法,重点讨论了HCl和(NH4)2S2O8的用量、氧化剂滴加的时间对电容性能的影响。结果表明:活性碳纤维/聚苯胺复合电极材料可同时用作超级电容器的正、负极材料,但作为正极材料时,表现出相对稳定、优越的电性能。在室温下,活性碳纤维/聚苯胺复合材料的最佳原位聚合条件是:苯胺和HCl物质的量比是1∶2,苯胺与(NH4)2S2O8(氧化剂)的物质的量比是1∶1,(NH4)2S2O8的滴加时间是1.5h。     

磷酸二次掺杂聚苯胺纳米纤维的合成及其性能的研究

采用无模板直接混合法制备了硫酸一次掺杂聚苯胺,经氨水解掺杂得到本征态聚苯胺,然后在磷酸体系中对本征态聚苯胺进行二次掺杂。研究了不同的磷酸浓度,反应时间,搅拌时间等对二次掺杂聚苯胺电导率和产率的影响,得到磷酸二次掺杂聚苯胺合成的优化条件,并通过四探针测试仪、扫描电镜、红外光谱、紫外光谱以及电化学测试技术,对掺杂态聚苯胺进行了研究与表征。结果表明,室温下磷酸浓度为1 mol·L-1,搅拌反应24 h时,磷酸二次掺杂聚苯胺的电导率以及产率达到最大值,电导率为0.25 S·cm·1,产率达到138.7%。扫描电镜表征显示,磷酸二次掺杂可获得形貌良好的聚苯胺纳米纤维,其长度可达400~600 nm,且纤维直径均匀;紫外谱图和红外谱图表明磷酸能有效的掺杂到本征态聚苯胺中,改善其电导率及产率;电化学测试结果表明磷酸二次掺杂聚苯胺较一次掺杂聚苯胺有着更好的防腐蚀性能。     

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.     

导电PA6/PAn复合纤维的合成及其电性能的研究

本文利用氯化铜（CuCl_2）对聚酞胺6（PA6）纤维浸渍掺杂,再将其作为母体置于苯胺（An）和盐酸的气相中进行An在PA6纤维表面的气相聚合制得PA6/PAn复合导电纤维,其电导率达10~（-1）（Ω·cm）~（-1）;用光学显微镜和红外光谱（IR）分别确认了该复合纤维的皮层结构和生成的聚苯胺的组成;该复合纤维的电导率随温度的升高而增大,导电机理主要是电子导电的贡献。     

过氧化钨酸-过氧化氢化学聚合法合成掺杂态聚苯胺

在过氧化钨酸-过氧化氢均相催化氧化体系中,在盐酸或对甲基苯磺酸的存在下合成出掺杂态聚苯胺(PANI/HCl和PANI/TSA)。反应终了后,加入碘化钾除去体系中剩余的过氧化氢。产物分离过程中,使用了抽滤法与甲苯-水共沸蒸馏法两种方法。与抽滤法相比,用共沸蒸馏法处理反应后的产物能得到高产率的掺杂态聚苯胺。使用傅立叶红外吸收光谱(FTIR)和紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)研究了两种掺杂态聚苯胺的化学构造变化。使用四端子法测定了掺杂态聚苯胺的导电性能,其导电率能达到10-3S/cm数量级。     

硅钨酸掺杂聚苯胺催化剂催化合成丁醛乙二醇缩醛

自制了硅钨酸(H4SiW12O40)掺杂聚苯胺(PAn)催化剂H4SiW12O40/PAn。以丁醛和乙二醇为原料合成丁醛乙二醇缩醛,探讨了硅钨酸掺杂聚苯胺催化剂对缩醛反应的催化活性,较系统地研究了原料量比、催化剂用量、反应时间诸因素对产品收率的影响。实验表明:硅钨酸掺杂聚苯胺是合成丁醛乙二醇缩醛的良好催化剂,在n(乙二醇)/n(丁醛)=1 5,催化剂用量为反应物料总质量的1 2%,环己烷为带水剂,反应时间1 0h的优化条件下,丁醛乙二醇缩醛的收率可达89 7%。