乳液聚合中聚苯胺膜形成的动力学研究

以(NH4)2S2O8(APS)为氧化剂,十二烷基苯磺酸(DBSA)同时为乳化剂和掺杂剂,采用乳液聚合方法制备聚苯胺膜(PANIfilm),用石英晶体微天平(QCM)实时监测聚苯胺膜的形成过程,并对其动力学过程进行研究.结果表明,聚苯胺成膜反应对APS是0.5级,对苯胺是1级,聚苯胺膜增长速率随温度的升高而增加,而聚苯胺膜的最终沉积量却减小,表观活化能Ea=41.15kJ/mol,与均相溶液聚合成膜法的结果相近;随着DBSA浓度的增加,聚苯胺膜增长速率减小,而最终的沉积量增大.     

石英晶体微天平技术在苯胺乳液聚合动力学研究中的应用

采用石英晶体微天平(QCM)技术, 探讨了在有无磁场条件下, 用过硫酸铵(APS)作为引发剂时苯胺的乳液聚合动力学行为. 研究结果表明, 苯胺的乳液聚合反应速率对苯胺(An)是一级反应; 对APS和十二烷基苯磺酸(DBSA)均为0.5级反应. 磁场环境中苯胺的聚合速率比在无磁环境中的要快. 在有无磁场条件下, 反应的表观活化能分别为40.4和41.6 kJ/mol. 结果表明, QCM技术可以作为研究An聚合动力学的一种有效方法.     

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.     

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。     

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。     

FeCl_3/APS复合氧化剂对乳液法合成聚苯胺动力学行为的影响

采用石英晶体微天平(QCM)技术,探讨了以三氯化铁(FeCl3)和过硫酸铵(APS)为复合氧化剂,十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂时,苯胺(An)的乳液聚合动力学行为;并通过对产物的循环伏安分析,初步优化了聚合反应条件.结果表明,An的乳液聚合反应对复合氧化剂、An以及DBSA分别为1,0.5和0.5级.各种条件下的循环伏安(CV)图都显示出PAn的三对氧化还原特征峰.当FeCl3与APS物质的量比为2∶1;氧化剂总量与苯胺的物质的量比为3∶1;DBSA浓度为0.05mol/L时,CV测试的峰电流和电导率最大.     

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。     

绝缘聚合物对聚苯胺复合物导电性能的影响

将十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺(PAn DBSA)与乙烯丙烯酸共聚物(EAA)或聚烯烃弹性体(POE)进行溶液共混制得了PAn DBSA/EAA或PAn DBSA/POE导电复合物。研究了绝缘聚合物的化学结构对聚苯胺导电复合物形态结构及电性能影响。结果表明,极性聚合物EAA中的羧基能与PAn形成氢键并发生掺杂作用,复合物中卷曲的PAn主链能充分展开,导致PAn/EAA复合物具有非常低的逾渗域值(1.5%),PAn含量为20.0%时,电导率高达7.1S/cm。POE为非极性共聚物,与极性较强的PAn相容性较差,导致PAn/POE复合物具有较高逾渗域值(5.0%),PAn含量为20.0%时,电导率仅为3.0×10-5S/cm。     

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...     

聚苯乙烯磺酸掺杂聚苯胺的合成

以苯胺（An）为单体，过硫酸铵（APS）为氧化剂，在聚苯乙烯磺酸（PSSA）的水溶液中，合成了可完全溶于水的PSSA掺杂PAn。研究了An浓度，PSSA浓度，APS浓度，APS的滴加时间，反应时间及温度对An聚合反应及其产物的水溶性，导电性及特性粘度[η]的影响。结果表明：在比较宽的实验条件下，都可以合成出具有良好导电性的可溶于水的PSSA掺杂PAn；其中当An：PSSA:APS的摩尔比为1．7：2．5：1，APS溶液的滴加时间为3h，反应时间为1h，反应温度为14℃时，得到的掺杂PAn导电率最高达0．156S／cm。     

The kinetics and spectral studies of the in situ polyaniline film formation

The chemical oxidation of aniline with ammonium persulfate (APS) in an aqueous acidic solution to form polyaniline (PANI) films has been studied using the quartz crystal microbalance (QCM) technique. The kinetics of the film formation was investigated. The reaction exhibited half-order with respect to APS and first-order to aniline. The effect of temperature on the growth rate of PANI films was studied. The activation energy is 39.79 kJ/mol. This is in agreement with the corresponding one determined for the chemical polymerization of PANI in the bulk. The UV-visible spectra of the PANI films grown onto a glass support immersed into the bulk solution were measured. The absorption of the PANI film with time was also studied and compared to the growth of the PANI film thickness using the QCM technique.     

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.     

Polyaniline film deposition from the oxidative polymerization of aniline using K2Cr2O7

The deposition of the polyaniline (PANI) films was monitored using the quartz crystal microbalance (QCM) technique. The films were grown from an aqueous dilute hydrochloric acid solution by the chemical oxidation of aniline using potassium dichromate (KDC). The effect of the initial molar ratio of the KDC/aniline on the yield and the growth rate of the PANI films were studied. There is no optimum initial molar ratio of KDC/aniline of PANI film deposition. Also there was a small depletion period and no degradation to the deposited PANI films. The order of the polymerization kinetics was studied with respect to KDC. The UV-visible spectra of the PANI films grown onto a glass support immersed into the bulk solution were measured. The absorption of the PANI film with the time of polymerization was compared to the growth of the PANI film thickness with time determined from the QCM technique. The characteristics of the PANI film deposition were compared to the corresponding ones that were observed during the oxidative polymerization of aniline with ammonium persulphate (APS).     

恒定磁场(0.4 T)对聚苯胺微观取向结构的影响

在恒定磁场(0.4 T)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), 并通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、电导率、产物复合膜电阻率的各向异性, 以及产物间甲酚(m-cresol)溶液的电导率在外电场作用下变化的分析与表征, 系统研究了磁场对PAn的微观取向结构及其性能的影响. 实验结果表明, 与无磁场条件下制备的聚苯胺(PAn_-O)相比, 磁场条件下制备的聚苯胺(PAn_-M)具有更高的结晶度和明显的微观取向结构, 其微粒有序排列和堆砌成了许多具有一定长/径比的条状聚集体; PAn_-M/PVA(聚乙烯醇)复合膜经磁化成膜, 可以表现出明显的导电性能的各向异性; PAn_-M/m-cresol溶液的电导率, 在有、无外场(电场)作用下存在明显的突变. 分析认为: 由于磁场条件下制备的PAn粉末存在着微观取向和显著的抗磁磁化率的各向异性, 在外磁场作用下其堆砌方式会进一步演变成宏观的取向, 随之表现出物理性能上的各向异性.