功能磺酸掺杂聚苯胺的电导率及其光谱特征研究

合成了十二烷基苯磺酸(DBSA)、磺基水杨酸(SSA)和对甲苯磺酸(TSA)掺杂的导电聚苯胺样品:PANI/DBSA,PANI/SSA,PANI/TSA.用四探针法测定其电导率,研究不同功能磺酸掺杂对聚苯胺电导率的影响,分析它们的FT-IR光谱、UV-VIS光谱吸收及NIR光谱反射现象及其变化.结果表明,功能磺酸掺杂剂的对阴离子尺寸大小影响其掺杂PANI的电导率和光谱特征,PANI/DBSA的对阴离子尺寸大于PANI/SSA,PANI/TSA,其电导率、FT-IR和UV-VIS图谱红移量都相对PANI/SSA,PANI/TSA大.同时不同功能磺酸掺杂聚苯胺的NIR光谱反射率为:PANI/DBSA＞PANI/SSA＞PANI/TSA.     

复合磺酸体系原位聚合聚苯胺性能研究

采用不同比例的十二烷基苯磺酸(DBSA)与对甲基苯磺酸(TSA)复合磺酸体系替代盐酸体系,合成了具有一定溶解率的聚苯胺(PANI),研究了不同DBSA/TSA比例对掺杂态PANI的产率、掺杂程度、溶解率和电导率的影响.结果表明,DBSA/TSA摩尔比为7/3时所得PANI同时具有较好的电导率和溶解性.采用该体系合成的掺杂态PANI的电导率为1.1S/cm,在N-甲基吡咯烷酮(NMP)、丙酮、四氯化碳和二甲苯中的溶解率(质量分数)分别为70%,40%,26%和19%.     

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。     

AMPS-CA共掺杂合成高水溶性PANI及性能

以苯胺(An)单体为原料,过硫酸铵(APS)为氧化剂,2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和柠檬酸(CA)为共掺杂剂,采用化学氧化法合成掺杂态水溶性聚苯胺(PANI)。借助红外光谱(FT-IR)、热重(TGA)、紫外可见光谱(UVVis)对合成PANI的结构和性能进行表征。结果表明,磺酸基团有效地接入PANI主链结构中;AMPS与CA共掺杂所得PANI热稳定性能比单一AMPS或CA掺杂所得PANI有很大提高;UV-Vis光谱吸收峰蓝移程度与掺杂态物质种类有关。研究发现,当合成温度为30℃,AMPS和CA的摩尔比为1∶1,An单体与APS的摩尔比为1∶2时,合成的AMPSCA共掺杂PANI水溶性高达90%。     

4,4′-双(2-磺基苯乙烯基)联苯二酸掺杂聚苯胺的研究

采用4,4′ 双(2 磺基苯乙烯基)联苯二磺酸(BSBD)掺杂本征态的聚苯胺,得到BSBD掺杂的聚苯胺(PANI/BSBD),探讨了掺杂温度、掺杂酸用量对PANI/BSBD电导率和溶解性的影响。结果表明,提高掺杂温度有利于提高PANI的掺杂程度和电导率,但过高的温度会引起PANI/BSBD的部分脱掺杂,电导率下降。增加BSBD的用量也可提高PANI的掺杂程度,提高PANI/BSBD电导率;但过量的游离BSBD会以固体杂质形式析出,使PANI/BSBD电导率下降。在90℃下,PANI链中亚胺氮(-N=)原子与掺杂酸中H+之比为1时,电导率达到最大值1.0×10-2S/cm。紫外可见光光谱(UV Vis)分析表明,随BSBD用量的增大和掺杂温度的提高,表征醌式结构的吸收峰强度逐渐下降,同时有一定红移,表明PANI/BSBD掺杂率的升高。傅立叶变换红外光谱(FTIR)表明,随着BSBD用量的增加,掺杂态聚苯胺的特征峰位置向低频移动,掺杂主要发生在-N=原子上。     

二次掺杂制备聚苯胺/石墨烯/碳纳米管复合材料及其防腐性能EI北大核心CSCD

在高氯酸体系中通过原位聚合将苯胺(ANI)单体分别与还原氧化石墨烯(RGO)、碳纳米管(CNTs)制备了一次掺杂态产物PANI/RGO和PANI/CNTs,产物分别经氨水解掺杂后,在高氯酸体系中经二次掺杂制备得到二次掺杂态聚苯胺/石墨烯/碳纳米管(Redoped PANI/RGO/CNTs)复合材料。通过扫描电镜、透射电镜、傅里叶变换红外光谱和紫外光谱对其不同产物形貌和结构进行表征,通过电化学工作站测试了不同产物在3.5%NaCl溶液的防腐蚀性能。结果表明,在RGO与ANI质量比为1:20、CNTs与ANI质量比为1:20时,二次掺杂态产物中聚苯胺纳米纤维可分别在RGO和CNTs上均匀生长并形成网状结构,纤维长度达到850 nm,形貌均一,其防腐蚀性能最优异,缓蚀效率可达81.79%。通过二次掺杂将PANI/RGO和PANI/CNTs复合制备Redoped PANI/RGO/CNTs材料,可有效避免石墨烯和碳纳米管在制备复合材料过程中的团聚,得到结构规整、防腐性能更优异的复合材料。     

乳液聚合DBSA/TSA掺杂聚苯胺的XPS表征

以乳液聚合法制备DBSA/TSA复合磺酸掺杂态聚苯胺,主要采用XPS手段对其性能进行了表征.结果表明:当DBSA/TSA的摩尔比为3/2时,合成的掺杂态PANI具有较高导电率,可达6.32×10-2S/cm;乳化剂以两种方式存在:提高PANI导电率的掺杂剂和独立存在的稳定剂.     

4,4''''-双(2-磺基苯乙烯基)联苯二酸掺杂聚苯胺的研究

采用4,4'-双(2-磺基苯乙烯基)联苯二磺酸(BSBD)掺杂本征态的聚苯胺,得到BSBD掺杂的聚苯胺(PANI/BSBD),探讨了掺杂温度、掺杂酸用量对PANI/BSBD电导率和溶解性的影响.结果表明,提高掺杂温度有利于提高PANI的掺杂程度和电导率,但过高的温度会引起PANI/BSBD的部分脱掺杂,电导率下降.增加BSBD的用量也可提高PANI的掺杂程度,提高PANI/BSBD电导率;但过量的游离BSBD会以固体杂质形式析出,使PANI/BSBD电导率下降.在90℃下,PANI链中亚胺氮(-N＝)原子与掺杂酸中H+之比为1时,电导率达到最大值1.0×10-2S/cm.紫外可见光光谱(UV-Vis)分析表明,随BSBD用量的增大和掺杂温度的提高,表征醌式结构的吸收峰强度逐渐下降,同时有一定红移,表明PANI/BSBD掺杂率的升高.傅立叶变换红外光谱(FTIR)表明,随着BSBD用量的增加,掺杂态聚苯胺的特征峰位置向低频移动,掺杂主要发生在-N＝原子上.     

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.     

SPS/PANI复合颗粒的制备与性能研究

掺杂态聚苯胺(PANI)在碱性环境下易脱掺杂是影响其应用的一个不利因素．本文通过对乳液聚合的聚苯乙烯(PS)颗粒进行磺化．得到表面磺化的PS颗粒(SPS)．然后在颗粒表面原位合成PANI．进一步得到表面由磺酸掺杂的PANI包覆的复合颗粒(SPS／PANI)。研究了PANI的原位聚合过程、复合颗粒的电导率和复合颗粒的耐碱性等．结果表明这种复合颗粒在弱碱性(pH=7～9)介质中的稳定性得到显著改善。     

二次掺杂聚苯胺的SEM研究

化学方法合成聚苯胺,通过氨水解掺杂,得到本征态聚苯胺,再用酒石酸对聚苯胺进行二次掺杂。采用扫描电镜(SEM)研究了苯胺/酒石酸的反应物质的量比、反应时间、反应温度对聚苯胺/酒石酸产物的形貌的影响,并利用红外光谱和紫外光谱对其结构进行了表征。     

Polyaniline as a Gas-Sensor Material

Polyaniline (PANI) was synthesized by oxidative polymerization of aniline using ammonium persulfate in an acid medium. The polyaniline salt was converted to base form by treatment with ammonium hydroxide. The polyaniline base was dissolved in N-methyl pyrrolidone (NMP) for film casting. The cast film was doped with HCl for obtaining higher conductivity. Both doped and undoped PANI films were characterized by UV-visible, FTIR, and XRD analyses. The electrical conductivity of the PANI film was studied by a four-point probe method at room temperature. Finally, ammonia gas-sensing characteristics of the prepared polyaniline film were studied by measuring the change in electrical conductivity on exposure to ammonia gas at different concentrations. The influence of concentration of acid during polymerization of aniline and dopant concentration on the gas sensing characteristics of PANI film are reported in this paper.     

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.     

酞菁铜羧酸掺杂聚苯胺薄膜制备表征及光电性研究

成功制备了酞菁铜羧酸掺杂聚苯胺(PANI)薄膜.红外光谱测试结果说明酞菁铜羧酸的羧基和聚苯胺的氨基发生了酸碱中和反应,即成功的对聚苯胺进行了掺杂.紫外可见光谱说明酞菁铜羧酸掺杂后PANI在紫外区有强吸收峰,在可见光区吸收变宽.光电性能测试结果表明掺杂后酞菁铜使聚苯胺对光的敏感性增强,更容易受光子的激发,因而具有更优越的光电性.     

导电聚苯胺/二氧化锰复合材料原位化学合成制备及表征

通过合理选择二氧化锰加入苯胺/过硫酸铵/酸水反应体系的时间,制备了各种含量的聚苯胺/二氧化锰复合材料(PANI/MnO₂)。用FTIR、UV-VIS、XRD和SEM对原位制备的PANI/MnO₂进行了表征。XRD证明了原位合成的复合材料中聚苯胺组分为无定型,MnO₂的晶型在反应前后未发生变化。SEM证明了反应中形成的聚苯胺倾向于在MnO₂颗粒表面沉积,得到一种包裹型的PANI/MnO₂复合材料。用苯胺的盐酸溶液在静止状态下处理复合材料,可得到一种树状珊瑚形貌的聚苯胺,这种形貌的聚苯胺不同于酸水体系中常见的颗粒状聚苯胺。     

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。     

The effects of composition and processing variables on the properties of thermoplastic polyaniline blends and composites

Pure polyaniline (PANI) has a high electrical conductivity and can be made soluble and thermoplastic, but it still lacks adequate mechanical properties for large-scale commercial use and therefore, it has been blended with other polymers such as poly(methyl methacrylate) (PMMA). In the work described in this paper, the scaled up synthesis of conductive polyaniline by an oxidative chemical method under controlled pH and temperature has been optimised. Re-doping of deprotonated insulating base with excess of the mono-functional organic acids such as p-toluenesulfonic (TSA) or dodecylbenzenesulfonic (DBSA) in aqueous media was successful. A wide range of techniques including TGA, GPC, EA, FTIR, XRD and SEM were employed for the characterisation of PANI powders and blends. Compositions of PANI-HCI, TSA or DBSA and thermoplastic matrix PMMA with or without a plasticiser were melt-processed by compression moulding for 3 min at 210°C to produce plaques. The effectiveness of four different phenolic plasticisers was compared and hydroquinone was found to produce the blends with the highest conductivities. A few preliminary injection-moulded plaques were made and their conductivities were compared with those of the compression-moulded samples.     

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。