间甲酚溶液中掺杂聚苯胺的氧化-还原行为研究

在有、无外加恒定磁场(0.4T)条件下,采用乳液聚合法合成了十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺(PAn),通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、在有/无外电场作用下产物/m-cresol溶液的电导率、pH及其颜色随温度变化的分析表征,系统研究了温度对PAn/m-cresol溶液中PAn氧化-还原(掺杂-脱掺杂)行为的影响.溶液电导率和pH的测试结果显示,溶液电导率与溶液中游离掺杂酸的浓度成正比,PAn的掺杂度随温度的升高而降低,随温度的降低而增大,且在相同温度下,有、无外电场作用时PAn/m-cresol溶液的电导率存在突跃.与无磁场条件下合成的PAn所制备的m-cresol溶液相比,磁场条件下合成的PAn所制备的m-cresol溶液电导率的突跃更加显著.经脱掺杂处理后的PAn/m-cresol溶液的电导率均较低,对温度变化的响应极其微弱,且在有、无外电场作用时不发生突跃.分析认为,这是由于外电场作用下m-cresol溶液中掺杂态的PAn分子发生了取向重排,而脱掺杂的PAn则无此变化.PAn在外电场作用下的取向重排及氧化-还原性均与其掺杂程度相关,掺杂程度越高,氧化-还原及取向重排越显著.     

导电聚苯胺电极柱识别天冬氨酸对映体的研究

以苯胺为单体,L-天冬氨酸(L-Asp)为模板分子,采用化学氧化法合成了掺杂L-Asp的导电聚苯胺(PAn).将PAn作为固定相填充到多孔陶瓷管中制备导电PAn电极柱,并以此电极柱作为工作电极.循环伏安图表明PAn电极柱具有良好的电化学活性.在电极柱上施加-0.6 V的还原电位,PAn中掺杂的L-Asp发生脱掺杂,从而在PAn膜上留下了与L-Asp完全匹配的空穴.由于PAn具有掺杂/脱掺杂完全可逆的独特性能,因此对带有分子印迹的PAn电极柱施加0.5 V的正电位后,由于存在强烈的分子印迹作用,L-Asp在电极柱上被富集,而D-天冬氨酸(D-Asp)的富集效果远低于L-Asp,从而实现对Asp对映体的识别.     

电位调控的“离子印迹”聚苯胺电极柱在阴离子分析中的应用

以氯离子为掺杂阴离子,采用化学氧化法合成了聚苯胺(PAn).将PAn作为导电固定相填充到多孔陶瓷管中以制备PAn电极柱,并以此电极柱作为三电极体系中的工作电极.在电极柱上施加0.6V的负电位使PAn呈还原态,PAn中掺杂的氯离子发生脱掺杂,从而在PAn骨架上留下在三维空间上与氯离子完全匹配的空穴,即形成了“离子印迹”P...     

聚苯胺对2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑氧化还原反应的电化学催化作用的循环伏安研究

研究了聚苯胺(PAn)膜电极在2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(DMcT)溶液中电化学处理或浸泡后的循环伏安(CV)曲线的变化规律.实验结果表明,PAn膜电极在DMcT溶液中进行电化学处理或浸泡过程可使DMcT进入PAn膜内部与PAn形成复合物.PAn对DMcT的电化学催化作用可能和二者之间形成的电子给体-受体复合物有关.该复合物的电化学氧化还原特性不同于PAn和DMcT,其氧化还原反应速率和可逆性均优于DMcT.     

乙醇对双核酞菁钴掺杂聚苯胺膜修饰电极特性的影响

研究了乙醇对双核酞菁钴(b i-CoPc)掺杂聚苯胺(PAn)膜修饰电极特性的影响。用循环伏安法(CV)考察了乙醇浓度不同时,玻碳电极(GC)上双核酞菁钴掺杂聚苯胺的电聚合过程,用紫外-可见吸收光谱(UV-V is)、红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)表征了在氧化铟锡玻璃(ITO)电极上b i-CoPc掺杂的PAn膜,研究了乙醇对膜以及该膜修饰电极对溶液中分子氧电催化性能的影响。结果表明,乙醇对苯胺的电聚合有促进作用,有助于增加b i-CoPc掺杂量,膜的光谱特性发生变化,表面形貌更加均匀。乙醇存在下制备的修饰电极对溶液中分子氧的电催化活性明显提高。当乙醇含量为10%时,制备的电极催化能力最强。     

聚苯胺颗粒电极的制备与其电化学行为

采用循环伏安法,以含苯胺(An)的硫酸溶液为电解质,采用循环伏安技术在Pt微盘电极上得到随机、不连续沉积的聚苯胺(PAn)微颗粒和PAn膜.实验结果表明:H2SO4浓度、苯胺浓度、电位扫描上限和扫速对电化学合成随机、不连续沉积的PAn微颗粒具有重要影响.不连续随机沉积的PAn微颗粒电极与PAn膜电极在锂离子(Li-ion)电池电解质溶液中的行为有明显差异,不连续随机沉积的PAn微颗粒电极可以清楚地得到氧化还原电流峰,而PAn膜电极无法形成清晰的氧化还原电流峰.采用较缓慢扫描速度更有利于形成良好"结晶"的不连续PAn颗粒电极,该种电极可以同时具有高比能量和可逆性能.     

掺杂率对乳液聚合制备聚苯胺结构性能的影响

对乳液聚合的十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂聚苯胺(PAn)进行不同pH值溶液浸泡处理。采用元素分析、红外光谱分析、X射线衍射及热失重分析等手段，研究了不同掺杂率对PAn结构性能以及PAn在普通有机溶剂中的溶解性能和导电性能的影响。结果表明：随DBSA掺杂率的增加，PAn的电导率及其在三氯甲烷中的溶解度增加，带有烷基长链的DBSA使PAn形成以DBSA为间隔的有序层状结构；而且合成的PAn-DBSA热稳定性良好。     

聚苯胺/顺丁橡胶复合导电膜的制备与性能(Ⅱ)

采用再掺杂方法制得了樟脑磺酸掺杂的聚苯胺(PAn-CSA),用溶液共混法制备PAn／BR导电复合膜．研究了聚苯胺与顺丁橡胶(BR)复合膜在间甲酚二次掺杂前后电导率的变化。实验表明:CSA对聚苯胺有较好的掺杂作用;二次掺杂使PAn复合膜电导率明显提高,其导电渗滤阈值略有降低,使卷曲的二次掺杂PAn链展开并通过分子链间的相互作用而自行组成导电通路．     

原位紫外-可见光谱和电化学方法研究苯胺聚合过程中的降解

用电化学及光谱电化学研究了硫酸溶液中苯胺在玻碳电极上的聚合降解过程 ,在 - 0 2～ 1 0V电位范围 ,循环伏安图显示了四对氧化还原峰 .通过比较聚苯胺 (PAn)膜在硫酸空白溶液和含对氨基苯酚 (PAP)的硫酸溶液中的循环伏安曲线及电化学聚合时溶液的紫外 可见吸收光谱 ,证明了PAn膜的降解产物PAP的存在 ,同时原位现场紫外 可见吸收光谱法初步研究了苯胺聚合降解的动力学过程 .     

稀土Eu掺杂PtRu/C催化剂及其对甲醇电氧化的性能

采用化学还原和热处理方法对商业PtRu/C催化剂进行稀土Eu掺杂,制备了不同Eu含量的PtRuEux/C催化剂.透射电子显微镜(TEM)、X射线能量色散光谱(EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等方法表征催化剂的结果表明,Eu的掺杂未改变PtRu/C催化剂的平均粒径(约为3nm),并且Eu以金属和氧化物两种形态修饰PtRu表面.循环伏安和计时电流法测试显示,PtRuEux/C催化剂较商业PtRu/C对甲醇氧化具有更高的活性,其中PtRuEu0.3/C的活性最高.运用原位傅里叶变换红外(FTIR)光谱从分子水平研究了该催化剂对甲醇电催化氧化的反应过程,检测到甲醇在催化剂上解离吸附的吸附态产物是线型吸附态CO(COL),Eu的掺杂使COL的氧化电位降低,明显提高了催化剂的活性和抗CO毒化的能力.     

导电聚苯胺的合成、结构、性能和应用

概述了中国科学院长春应用化学研究所对导电聚苯胺合成、结构、性能和应用的研究.从合成可溶性的聚苯胺入手,阐明了聚苯胺的若干基本化学和结构问题,提出并证明了掺杂态聚苯胺的结构模型和掺杂机理;除了质子酸掺杂外,发现了聚苯胺的碘氧化掺杂、光助氧化掺杂和K+注入还原掺杂;开发了分别以环氧树脂和聚氨酯为载体的聚苯胺防腐涂料;运用掺杂剂诱导的溶解性,通过合成带聚乙二醇链的膦酸掺杂剂,实现了导电态聚苯胺的水体系加工.其中的聚苯胺树脂及防腐涂料的生产技术,已经完成中试,正在走向产业化.     

化学聚合法制备电容器用聚苯胺

采用化学聚合法制备电容器用聚苯胺,研究了不同的掺杂剂对聚苯胺(Pan)电导率的影响,并利用TGA、FT-IR等分析手段对聚苯胺的热老化性质进行研究,研究了乳液法产物的二次掺杂现象,并把萃取液涂布于铝箔表面制成固体电容器,结果表明这种聚苯胺应用于固体电容器是可行的。     

Preparation and properties of polyaniline codoped with ionic liquid and dodecyl benzene sulfonic acid or hydrochloric acid

Three nanosized polyaniline (PAn) powders doped with ionic liquid and dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA) or hydrochloric acid have been prepared for the first time in an ionic liquid-water emulsion system. The oil-phase ionic liquid is used as both a monomer solvent and doped counterion. The effects of different counterions on the properties (molecular weight, electrical conductivity, glass transition temperature, electrochemical activity) of PAn are investigated. PAn codoped with 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate ionic liquid and DBSA shows the highest molecular weight (81 104 g mol^?1), the highest electrical conductivity (1.85 S cm^?1), the lowest glass transition temperature (181°C) and the highest redox reaction current density; PAn doped with an ionic liquid only exhibits the lowest conductivity (0.0018 S cm^?1) and a lower redox reaction current density. PAn codoped with ionic liquid and HCl shows higher conductivity. They also exhibit good electrochemical stability and charge-discharge performance. These indicate that codoping of different counterions under acidic conditions could improve the degree of oxidation and doping ratio of PAn and could result in high electrical conductivity and good electrochemical properties.     

导电聚苯胺与Fe3O4磁性纳米颗粒复合物的合成与表征

对十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的导电聚苯胺(PAn-DBSA)的氯仿溶液,在pH为中性的条件下,采用“修饰-再掺杂(Modification-re-doped)法”合成了含有Fe₃O₄磁性纳米颗粒的导电聚苯胺复合物的有机溶液.用FTIR,XRD,TEM,UV-Vis和SQUID等对所得复合物进行了表征,结果表明,该复合物呈现超顺磁性和半导体的导电性,并具有较好的透明性.     

Methane interactions with polyaniline/butylmethylimidazolium camphorsulfonate ionic liquid composite

In our previous report, a polyaniline (PAn) and ionic liquid butylmethylimidazolium camphorsulfonate (BMICS) composite was used as a methane sensing material which significantly increased the sensitivity for methane detection using quartz crystal microbalance (QCM) transducers. In this paper, we focus on the interactions within the PAn/BMICS composite and between the composite and methane. UV-vis and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopic results indicated that the anion of BMICS, camphorsulfonate, could form hydrogen bonds with the "nitrogen" sites of protic acid doped PAn. These hydrogen bonds align the camphorsulfonate anions in a comblike manner along the PAn backbone and therefore enhance the long-range pi-orbital conjugation of PAn. Methane molecules absorbed into the PAn/BMICS may sit in the "space" between the aligned anions and cations of BMICS. By measuring the methane absorption in PAn/BMICS at a temperature range of 25-65 degrees C, the entropy and enthalpy of dissolution were obtained following the van't Hoff equation. They are -163.2 +/- 30.1 J/mol.K and -50.5 +/- 8.7 kJ/mol, respectively, which are relatively higher than those in pure BMICS and in PAn only. These thermodynamic parameters further support that the absorbed methane molecules might exist in PAn/BMICS in a relatively ordered manner. Molecular mechanics simulation results agree with the spectroscopic and thermodynamic results.     

磁场及反应条件对十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺聚合成膜速率的影响

在恒定磁场(0.6 T)条件下, 采用过硫酸铵(APS)为引发剂, 在乳液体系中合成了十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的聚苯胺(PAn). 借助石英晶体微天平(QCM)实时监测苯胺(An)在金电极表面聚合成膜过程, 探讨了磁场、APS浓度、DBSA浓度及反应温度对DBSA掺杂聚苯胺聚合成膜速率的影响. 实验结果表明, PAn在金电极表面的成膜速率随磁场强度的增加而增大; 由反应物浓度与PAn成膜速率的关系, 得出相应的动力学反应级数; 由PAn膜的增长速率与温度的关系, 得到成膜过程的活化能为41.08 kJ/mol. 考察了PAn聚合过程的UV-Vis光谱, 并与QCM所得的结果进行了比较. 结果显示, 在相同时间内, 磁场环境下合成的PAn的吸收强度大于无磁环境下合成的PAn.     

沉淀聚合制备磺酸掺杂的聚苯胺

以二丁基萘磺酸(DBNSA)或十二烷基苯磺酸(DBSA)为有机酸,水为主要反应介质的条件下进行沉淀聚合直接制备有机酸掺杂的聚苯胺(PAn).讨论了酸度、温度和氧化剂用量等反应条件对产物的影响。2L规模扩大实验的产率约为75%～80%,所得PAn具有高电导率(3.0S·cm^-1),并易溶于普通有机溶剂。其中PAn-DBNSA在各方面较具优势。     

二次掺杂对聚苯胺导电复合物性能的影响

研究了聚苯胺与（苯乙烯－丁二烯）三嵌段共聚物或氯碘化聚乙烯复合物在间甲酚二次掺杂前后电导率的变化（提高２个数量级），根据二次掺杂使聚苯胺复合物增强永久形变和断面形貌脆断一次掺杂使卷曲的聚苯胺链展开并通过这间的弱相互作用而自行组成导电能通路，复合物二次掺杂前后的抗张强度和伸长率变化不大，说明其主链间的弱相互作用对应力无贡献，此外，还研究了二次掺杂对复合物在中性和酸必南中电致变色活性的影响。