炭黑/聚苯胺纳米复合粒子的制备与表征

用现场原位聚合法制备了炭黑/聚苯胺纳米复合粒子,讨论了聚合反应条件对产物电导率的影响,并表征了复合粒子的形态和耐热性能.结果表明,所得的炭黑/聚苯胺纳米复合粒子粒度约为50 nm并具有核-壳结构,其电导率达30 S.cm-1,热分解温度约为600℃.     

超微镍粒子/聚苯胺纳米复合材料制备及其表征

反相微乳液法（inverse microemulsion systems, W/O型）是制备纳米复合材料有效而简单的液相化学制备方法[1,2].     

纳米聚苯胺及聚苯胺/金复合材料的制备与表征

以氯金酸(HAuCl4)为氧化剂,在两种不同无机酸(HCl和H2SO4)的掺杂下,通过调节反应体系中混合溶剂的醇水比例,用一步氧化苯胺聚合法成功制备了不同形貌的纳米聚苯胺及聚苯胺/金复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和红外光谱(FT-IR)对产物的形貌和结构进行了表征.在此基础上,进一步讨论了聚苯胺/金复合材料可能的形成机理.     

FeOOH明胶复合纳米粒子的制备与表征

采用两步法制备具有弱磁性的FeOOH纳米粒子和FeOOH明胶复合纳米粒子. 透射电镜、扫描电镜、红外光谱、X射线衍射和磁滞回线等测量结果表明: 在一定FeCl₃/Fe₂(SO₄)₃/H₂O摩尔比条件下, 加入十二烷基苯磺酸钠(ABS)溶液, 可制备粒径为30～150 nm弱磁性FeOOH纳米粒子, 其磁性可达6.5×10^－6 emu/g. 弱磁性FeOOH纳米粒子可被明胶包裹. 随着FeCl₃/Fe₂(SO₄)₃摩尔比减小或明胶浓度增加, 纳米球粒径增大, 磁性降低. 随着固化时间增加, FeOOH明胶复合纳米粒子的粒径先增大后减小.     

聚苯胺/金属纳米粒子复合物的制备及性能

基于国内外最新研究文献及本课题组研究工作,从发展历史、制备方法、多功能性方面系统综述了近年来发展起来的聚苯胺/金属纳米粒子复合物。在聚苯胺基体中引入金属纳米粒子的方法可归纳为3大类：原位复合法、直接共混法和层层自组装法。所形成的有机聚苯胺和无机金属杂化复合物不仅能保留各自原有的特异性能,而且二组分之间还存在着相互协同作用,能够极大地提升基体聚苯胺材料的性能,电导率最高可提高100倍,电氧化催化电流最高可提高10倍。分散在聚苯胺膜中的极少量铂微粒就能使不锈钢板的腐蚀电位稳定在钝化区域。聚苯胺/金属纳米粒子复合物所表现出的突出的固有电导性、优异的反应催化性和极强的金属防腐性,使其跻身于为数不多的新型高性能复合材料之列,显示出了诱人的应用前景。     

PMMA/P(AN-MMA)纳米复合粒子的制备与形貌表征

采用种子乳液聚合的方法制备PMMA／P(AN-MMA)纳米复合粒子,在第二阶段聚合过程中分别采用水溶性引发剂、油溶性引发剂以及氧化还原引发体系,通过透射电子显微镜(TEM)来观察复合乳胶粒子的形态结构,得到的PMMA／P(AN-MMA)纳米复合粒子为半球形结构,与热力学理论预测结果一致。     

乳液聚合法制备纳米金/聚苯乙烯复合粒子

以氯金酸为前驱体,十二烷基硫醇和硼氢化钠分别作为稳定剂和还原剂,采用相转移法制备了单分散的金纳米粒子.将金纳米粒子通过乳液聚合的方法制备了纳米金/聚苯乙烯复合粒子.通过紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)研究了纳米金和纳米金/聚苯乙烯复合粒子的光吸收特性,使用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)对产物的组成、晶体结构、形貌、以及粒径进行了表征.结果表明,复合粒子为粒径分布较窄的球形,其中的金纳米粒子为面心立方结构.热失重分析(TGA)说明制备的纳米金/聚苯乙烯复合粒子具有很好的热稳定性.     

铂纳米粒子和锰卟啉修饰的聚苯胺新材料的制备及表征

借助循环伏安电化学聚合制备了聚苯胺(PANi)/MnT1239卟啉复合材料,再利用还原恒电位沉积法负载铂纳米粒子(Pt NP),最终制备了聚苯胺/MnT1239卟啉/铂纳米粒子复合材料.电沉积铂之后聚苯胺/MnT1239卟啉材料发生明显样貌变化,棒状结构平均直径从90 nm增加到200 nm,材料具有较大的表面积,空间可负载性好.铂纳米粒子平均尺寸在20 nm,附着均匀,氧化峰电流在0.2 V处达到7.4 mA,电化学性能优良.     

β-萘磺酸掺杂聚苯胺纳米粒子的固相反应法制备及其表征

利用固相反应法制备了 β 萘磺酸掺杂的聚苯胺纳米粒子 ,并以红外光谱 (FTIR) ,扫描电子显微镜(SEM) ,透射电镜 (TEM) ,X 射线衍射 (XRD)以及粉末微电极等测试方法对其进行了表征 .结果表明 ,固相反应法合成的 β 萘磺酸掺杂聚苯胺粒子直径为 30～ 5 0nm ,聚苯胺分子链排列有序 ,晶化率较好 .粉末微电极的循环伏安测试表明 ,β 萘磺酸掺杂聚苯胺有较好的电化学活性 .     

基于大分子共组装法制备聚苯胺纳米粒子

首先,以丙烯酸(AA)、N-乙烯基吡咯烷酮(VP)和苯乙烯(St)为聚合单体,通过自由基共聚法合成了一种双亲无规共聚物P(AA-co-VP-co-St)。然后,在疏水作用和静电作用的共同诱导下,将该共聚物与聚苯胺(PANI)共组装形成形态可控且均匀分散的PANI纳米粒子。通过透射电子显微镜和激光动态光散射等研究了P(AA-co-VP-co-St)和PANI在水溶液中的共组装行为,并系统研究了亲水单体AA的物质的量分数对所制备的PANI纳米粒子粒径、形态的影响。结果表明:当AA物质的量分数为30%时,PANI纳米粒子的粒径最小。     

单分散钛酸钡纳米晶的制备

采用溶剂热法制备出表面包裹油酸的单分散立方相钛酸钡纳米晶, 晶粒平均尺寸为6.0 nm, 采用TEM和XRD对其微结构进行了表征; 研究了醇的链长度、油酸用量和热处理温度等对钛酸钡的相组成和形貌的影响规律. 研究结果表明, 产物粒径较小, 粒度分布较窄, 单分散性较好, 其表面为非极性, 可溶于非极性试剂; 由于纳米晶表面由亲油性的长链烷基所覆盖, 与周围的水性环境不相容, 产生一定的斥力; 在重力和该斥力的共同作用下, 纳米晶可以有效地从液相环境中分离出来.     

形貌可控钛酸锶钡的制备及其电场响应性能

采用低温共沉淀法, 借助调控合成反应体系的pH值, 制备了星形、花形和柱形3种不同形貌的钛酸锶钡(Ba_0.85Sr_0.15TiO₃)粒子. 通过XRD, ICP, SEM及CA分别对粒子的内部结构和表面进行了表征. 结果表明, 3种钛酸锶钡粒子均具有钙钛矿立方相结构, 其粒径约为5~15 μm. 研究了3种形貌的钛酸锶钡粒子在含水复合弹性体介质中对电场作用的响应性能, 发现粒子形貌对其在电场中的响应能力有很大影响.     

聚苯胺复合材料的制备方法及应用进展

复合材料是由两种或多种性质不同的物质组成的多元材料,具有比各组分材料更优异的或原来不具备的性能。聚苯胺(PANI)作为最具应用前景的导电高分子材料,国内外对基于PANI的复合材料的研究也愈加关注。本文对PANI复合材料制备方法的研究成果进行了综述,主要包括原位化学法、共混法、电化学法、层层自组装法等。探讨了PANI复合材料在电极、导电、防腐、传感、分离、催化等方面的应用性能,并展望了PANI复合材料今后研究与应用的发展方向。     

Synthesis and Electrorheological Characterization of Polyaniline/Barium Titanate Hybrid Suspension

As organic/inorganic composites having attracted much attention due to their heterogeneous physical properties, conducting polyaniline (PANI) and barium titanate (BaTiO₃) which possesses large electronic resistance and excellent dielectric strength, were utilized to synthesize PANI/BaTiO₃ hybrid which is applicable for an electrorheological (ER) material via ‘in-situ’ oxidative polymerization. Physical properties of the obtained PANI/BaTiO₃ composites were characterized via Fourier-transform infrared spectra (FT-IR), thermogravimetry analysis (TGA), and scanning electron microscopy (SEM). The ER behaviors were investigated via a rotational rheometer, and their shear stresses were fitted using our previously proposed rheological equation of state.     

钛酸钡纳米颗粒聚集球的形成机理

采用水热法合成了具有新颖结构的钛酸钡纳米颗粒聚集球.X射线衍射(XRD)结果显示该聚集球为立方相,随着时间的延长其结晶性增强.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和电子衍射(ED)谱研究了该纳米颗粒聚集球的生长特点.结果表明该聚集球是由5-8nm的纳米颗粒定向连接生长而成,整个聚集球对外显示类单晶的现象.聚集球的大小约为60nm,随着时间的延长有长大的趋势.X射线能谱(EDX)分析结果和Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程动力学模拟结果表明,在颗粒球形成初始阶段主要是Ba2+离子的扩散成核作用占主导地位.这种"扩散成核-定向生长"的形成过程揭示了钛酸钡纳米颗粒聚集球的生长机理.     

聚苯胺钡铁氧体纳米复合材料的制备、表征及性能

采用原位掺杂聚合法, 将聚苯胺(PANI)对粒径在60~80 nm的M型钡铁氧体颗粒(BaFe12O19)进行了包覆, 得到了具有棒状结构的复合材料. 通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段对材料的形貌和结构进行了表征. 结果表明, PANI链段与BaFe12O19颗粒之间存在作用力. 使用振动磁强计和四探针法测定了复合材料的磁性能与电性能后发现, 饱和磁化强度与矫顽力均随聚苯胺含量的增加呈规律性下降趋势, 而电导率呈上升趋势. 复合材料的吸收特性测试结果表明, 该材料反射率小于-20 dB时, 带宽可以达到15.07 GHz. 同时详细地讨论了纳米复合材料的聚合机理及相互作用.     

Synthesis,Characterization and Electrorheological Properties of Polyaniline/Titanate Core-Shell Composite

In this study, a facile method was developed for the preparation of a new conducting polymer composite with core-shell structure. The surfaces of layered titanate (K₂Ti₄O₉) particles were first modified with 3-aminopropyltriethoxysilane, and then a polyaniline/titanate (PANI/K₂Ti₄O₉) composite was synthesized via chemical oxidative polymerization. The resulting composites were characterized by SEM, XRD, FTIR and TG measurements. The results indicated that the PANI deposited on the surface of K₂Ti₄O₉ particles resulted in the formation of the composite with a core-shell structure. TG analysis showed that the composite containing 28.7 wt% PANI had better thermal stability than that of pure PANI. Further, the PANI/K₂Ti₄O₉ composite particles were adopted as a dispersed phase in silicone oil for electrorheological (ER) investigation. Suspension of the composite particles exhibited typical ER behavior subjected to an external electric field under steady and dynamic oscillatory shear.     

聚苯胺/聚苯乙烯复合Janus颗粒的制备

利用有机溶剂溶胀磺化聚苯乙烯@二氧化钛(SPS@TiO₂)核壳粒子制得二氧化钛/聚苯乙烯(TiO₂/PS)双面神(Janus)颗粒, 并在TiO₂端进行改性, 得到墨绿色的聚苯胺/聚苯乙烯(PANi/PS) Janus颗粒. 用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱(EDS)、元素分析、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)、热重分析(TGA)、固体紫外-可见分析(UV-Vis)和四探针法考察Janus颗粒组成、微结构和Janus性质. 结果表明, Janus颗粒为雪人状结构, PS端的平均粒径为228 nm, PANi端的平均粒径从TiO₂的258 nm增大为295 nm; 并且在EDS谱上可以观察到N元素, 而未观察到Ti元素; 包覆的PANi的质量分数为23.7%. 掺杂后PANi/PS Janus颗粒的导电性能较好, 电导率为0.247 S/cm.     

Multiparameter Sensor Chip with Barium Strontium Titanate as Multipurpose Material

It is well known that biochemical and biotechnological processes are strongly dependent and affected by a variety of physico‐chemical parameters such as pH value, temperature, pressure and electrolyte conductivity. Therefore, these quantities have to be monitored or controlled in order to guarantee a stable process operation, optimization and high yield. In this work, a sensor chip for the multiparameter detection of three physico‐chemical parameters such as electrolyte conductivity, pH and temperature is realized using barium strontium titanate (BST) as multipurpose material. The chip integrates a capacitively coupled four‐electrode electrolyte‐conductivity sensor, a capacitive field‐effect pH sensor and a thin‐film Pt‐temperature sensor. Due to the multifunctional properties of BST, it is utilized as final outermost coating layer of the processed sensor chip and serves as passivation and protection layer as well as pH‐sensitive transducer material at the same time. The results of testing of the individual sensors of the developed multiparameter sensor chip are presented. In addition, a quasi‐simultaneous multiparameter characterization of the sensor chip in buffer solutions with different pH value and electrolyte conductivity is performed. To study the sensor behavior and the suitability of BST as multifunctional material under harsh environmental conditions, the sensor chip was exemplarily tested in a biogas digestate.