聚苯胺及其复合物的制备和结构及形貌分析

通过化学氧化法分别制备盐酸,盐酸和十二烷基苯磺酸,碳纳米管(MWNTs-COOH)掺杂的聚苯胺,利用红外光谱,紫外光谱,扫描电子显微镜和透射电子显微镜对所制备聚苯胺的结构和形貌进行分析。分析不同掺杂物对聚苯胺的结构和形貌的影响;同时研究了超声波作用对聚苯胺形貌以及聚苯胺包裹MWNTs-COOH情况的影响。     

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。     

化学氧化法合成聚苯胺的导电性与产率研究

以过硫酸铵((NH4)2S2O4)为氧化剂,盐酸作为质子酸掺杂,采用化学氧化聚合法合成了导电聚苯胺,研究了氧化剂用量、掺杂质子酸浓度、反应温度和反应时间对聚苯胺导电性及产率的影响,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外变换光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)分析研究了聚苯胺的结构和形貌特征。结果表明,制备导电性好、产率高的掺杂态聚苯胺最佳实验条件为:n((NH4)2S2O4)/n(An)为1︰1,盐酸浓度为1 mol/L,反应温度为5℃,反应时间6 h。在此条件下,制备得到的聚苯胺电导率大于27 S/cm,产率在95%以上,颗粒表现出一定的结晶性。     

不同形貌的甲酸掺杂聚苯胺的电容性能

采用界面聚合法,用FeCl3作氧化剂,不同浓度的HCOOH做掺杂剂,制备了不同形貌聚苯胺纳米材料,并用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)对聚苯胺的结构和形貌进行了表征。以聚苯胺为活性物质制备电极,1mol/LH2SO4水溶液为电解液组装超级电容器,通过循环伏安法和恒电流充放电技术研究了其电化学性能。结果表明,通过控制HCOOH的浓度可以得到不同形貌的HCOOH掺杂的聚苯胺纳米材料;其中纤维状的聚苯胺作为电极材料的超级电容器在15mA/cm2放电电流下,其比电容为292.2F/g,500次循环后容量仍维持在200.6F/g,比电容保持率为68.7%。     

掺杂态聚苯胺微米管的制备与表征

以同时带有亲水基(-SO3-)和疏水基(-C14O14N3)具有两性双亲结构的甲基橙为掺杂剂,利用软模板法制备聚苯胺微米管.通过扫描电镜和透射电镜对制得的聚苯胺微观形貌进行表征,利用傅里叶红外光谱(FTIR)和紫外-可见光谱(UV-vis)对所制备的聚苯胺和本征态聚苯胺进行了对比分析.     

二次掺杂聚苯胺的合成及其导电性能的研究

掺杂态的聚苯胺(PANI)合成是采用快速直接法合成盐酸/PANI,用氨水水解掺杂态,得到本征态PANI,再用对甲苯磺酸对PANI进行二次掺杂。在不同反应摩尔比、不同反应时间、不同反应温度下合成的对甲苯磺酸/PANI,用于测量电导率,得出优化条件。采用透射电镜(TEM)观察其形貌,并利用红外光谱和紫外光谱对其结构进行了表征。     

不同形貌纳米炭/聚苯胺复合材料对超级电容器电化学性能的影响

通过原位化学聚合制备了不同形貌的纳米炭材料(炭黑,碳纳米管及石墨烯纳米片)/聚苯胺复合电极材料.分析表明:石墨烯/聚苯胺复合材料相比于炭黑/聚苯胺、碳纳米管/聚苯胺复合物及纯聚苯胺,具有产率和比容量高,内阻低及明显提高的循环稳定性和倍率性能.石墨烯/聚苯胺复合材料更好的电化学性能归因于:(a)二维平面结构石墨烯有利于大量聚苯胺在其表面均匀沉积及更多的活性位使聚苯胺和电解液离子接触,从而有利于聚苯胺得失电子促使氧化还原反应的顺利进行;(b)石墨烯间的面接触有利于构建电子的快速传输网络使电极材料具有更低的电阻;(c)石墨烯及聚苯胺层层堆叠结构具有柔性包覆限制作用,可有效防止聚苯胺在充放电过程中因膨胀和收缩而从石墨烯表面脱离.     

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。     

高强度超声波及反应时间对聚苯胺微观结构影响的研究

采用高强度超声波以及改变反应时间来调控聚苯胺的结构和形貌;利用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对所制聚苯胺的结构和形貌进行表征和分析。结果表明:高强度超声波及反应时间对聚苯胺结构和形貌产生明显的影响,特别是长时间、高强度超声波作用下,制备的聚苯胺呈现新的结构特征。     

乙二胺四乙酸掺杂聚苯胺纳米管的合成与性能

以乙二胺四乙酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,采用自组装的方法合成了掺杂态的聚苯胺纳米管。通过扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),红外光谱(IR),X射线衍射(XRD),UV-Vis和四探针法等测试手段对产物的形貌、结构和性能进行了表征。分析了不同乙二胺四乙酸和苯胺的摩尔比对产物的形貌和导电性能的影响。结果表明,不同乙二胺四乙酸和苯胺的摩尔比对产物有一定的影响,随着摩尔比的增加,产物纳米管的直径增大;合成的聚苯胺纳米管具有一定的导电性。     

模板法合成聚苯胺的研究进展

模板法是合成聚苯胺纳米材料的一种有效方法,可用于合成具有各种形貌的聚苯胺纳米结构.近年来,随着导电聚合物研究的不断深入,模板法已成为聚苯胺研究领域的一大热点.介绍了近年来采用多孔氧化铝膜(AAO)、高聚物、介孔分子筛(MCM-41)、表面活性荆、DNA分子等作为模板合成聚苯胺的一些研究进展,并指出了不同模板合成聚苯胺所存在的问题和解决途径.     

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.     

镧离子电化学掺杂聚苯胺薄膜电极及其电容性能

采用循环伏安法(CV)制备了聚苯胺(PANI)和掺杂镧离子的聚苯胺(PANI/La~(3+))薄膜电极。利用傅里叶红外光谱、X射线衍射、场发射扫描电镜和X射线能谱仪对其结构和形貌进行了分析。通过循环伏安、恒流充放电(CP)及交流阻抗(EIS)等测试其电化学性能。结果表明,在0.5mol/L H_2SO_4电解液中,当电流密度为5mA/cm~2时,掺杂镧离子的聚苯胺比电容相对聚苯胺薄膜电极提高了100F/g,且镧离子掺杂后的聚苯胺循环稳定性明显改善。     

界面聚合法合成有机酸掺杂聚苯胺结构与性能研究

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,分别以乙酸、月桂酸、硬脂酸、十二烷基苯磺酸为掺杂酸,通过界面聚合法成功制备了有机酸掺杂聚苯胺,对其导电性能、溶解性能进行评价,对其化学结构、晶型结构和微观结构进行分析。结果表明:当苯胺与掺杂酸摩尔比为1∶2时电导率普遍较好,约为(1.73～2.43)×10-4S/cm;有机酸掺杂聚苯胺在极性溶剂中溶解性较好;FT-IR分析结果证明有机酸对聚苯胺进行了成功掺杂;XRD结果说明聚苯胺在2θ=6°的衍射峰受掺杂酸尺寸影响较大,且对聚苯胺的微观形貌具有显著影响。     

多孔聚苯胺/乙炔炭黑复合物的制备及其超级电容特性

采用乙炔炭黑吸附原位聚合方法制备了聚苯胺/炭黑复合材料.利用红外光谱仪、扫描电镜(SEM)及电化学工作站对其结构、形貌及电容特性进行了表征.研究结果表明,聚苯胺/炭黑(PAn/CB)和聚苯胺/氧化炭黑(PAn/CBO)复合物均呈现多孔结构.由于PAn/CBO复合物为纤维状形貌,显示出了更好的超级电容特性,在5mA/cm2放电电流下其放电比电容高达424 F/g.     

复合酸掺杂的聚苯胺对Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用原位聚合法合成了盐酸与对甲基苯磺酸(TSA)共掺杂的聚苯胺,研究了不同比例复合酸掺杂对聚苯胺的微观形貌和对水中重金属Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)对掺杂态聚苯胺进行了研究与表征,考查了影响吸附容量的主要因素(pH值、吸附时间、温度、溶液浓度)。研究结果表明,室温下对甲苯磺酸和盐酸的摩尔比为9∶1时,掺杂态的聚苯胺形成了较疏松、规则的纳米棒状结构,其对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学模型,在50℃、溶液pH值为2时,最大吸附容量为413.22mg/g。     

聚苯胺/二氧化钛的制备及其对甲基橙的吸附性能研究

通过水热反应法制备了TiO2,再采用化学方法制备了不同TiO2含量的聚苯胺(PANI)复合材料,运用扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光光谱仪(UV-Vis)等手段对其形貌和结构进行表征;研究了聚苯胺复合材料吸附甲基橙的性能及其动力学过程,并探讨了TiO2含量、吸附时间、吸附剂质量等因素对其吸附性能的影响.结果 表明...     

聚苯胺/二氧化钛复合材料的制备及其光催化性能

采用模板自组装技术以氧化亚铜为模板制备了聚苯胺/二氧化钛(PANI/TiO2)复合材料,通过傅里叶红外光谱仪、激光粒度分析仪、紫外可见分光光度计和热分析仪对不同比例复合的聚苯胺/二氧化钛材料进行了表征。研究结果表明:在反应时间、反应温度和催化剂用量等条件保持不变的情况下,苯胺(ANI)用量对复合材料的形貌和性能有着重要的影响。聚苯胺的复合使得聚苯胺/二氧化钛的粒径均比纯二氧化钛的有所增大,但随着苯胺用量的增大,粒径呈减小的趋势。可见光催化复合材料降解苯酚的研究表明,聚苯胺复合有利于光催化效率的提高;复合材料的光催化性能随着苯胺含量的增加呈现先升高后降低的趋势。     

管状聚苯胺的制备及表征

以小分子2-蒽-9-基亚甲基-丙二腈(AYM)自组装成的微米线为模板,盐酸为掺杂剂,制备了聚苯胺(PAni)与AYM复合材料(PAni/AYM),经有机溶剂CH2_Cl_2脱除AYM可得具有管状结构的PAni。通过扫描电镜(SEM)、红外分析(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热失重(TGA)等研究了反应时间、盐酸掺杂度对聚苯胺形貌和性质的影响。结果表明,当反应体系HCl浓度为0.1rnol/L、反应时间为12h时可获得长度几十微米、直径1～2μm的管状聚苯胺,管状PAni的热稳定性能稍优于颗粒状PAni,而且管状PAni的电导率随着盐酸浓度的增加而增大,0.1mol/LHCl浓度下,电导率达1.19×10~(-2)S/cm。     

聚苯胺/碳纳米管复合材料的制备及其电容性能研究

通过在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面原位电化学聚合聚苯胺(PANI)制备聚苯胺/碳纳米管(PANI/MWCNTs)结构复合材料。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)对制备的聚合物形貌进行了表征。结果表明,制备的PANI/MWCNTs复合材料具有纤维状结构。采用循环伏安法(CV)和计时电流法(CP)表征该复合材料的电化学性能。通过调控了碳纳米管的管径和聚苯胺的厚度,研究其对复合材料比电容的影响规律。实验结果表明,在恒电流充放电的电流密度为0.5 mA/cm²条件下,碳纳米管的管径为50 nm,聚苯胺循环沉积CV圈数为5圈时复合材料的比电容最大,达到147.6 F/g。以上研究为制备出新型结构的聚苯胺/碳纳米管超电容材料提供了科学指导和理论依据。