复合酸掺杂导电聚苯胺的性能研究

以苯胺为单体、过硫酸胺为氧化剂,由化学氧化聚合法在磺基水杨酸和硫酸的复合酸的水溶液中合成导电聚苯胺,并通过压片法、激光粒度分析、扫描电镜、差热分析及红外光谱对掺杂态聚苯胺的电导率、表面形貌及结构进行了研究.结果表明,复合酸掺杂聚苯胺的热稳定性比仅用硫酸掺杂聚苯胺的有了很大的提高;所得导电聚苯胺的粒度分布比较均匀(平均粒径约15.4μm);复合酸掺杂使聚苯胺分子链上的电荷呈离域化,掺杂程度提高.     

氯化铁氧化掺杂的聚苯胺纳米纤维团簇

没有外加质子酸的条件下,以氯化铁为氧化剂和掺杂剂,在界面体系中由苯胺(An)采用“无模板”的方法成功地制备了电导率为10-2～10-1S/cm的聚苯胺纳米纤维(d=20～30nm).实验证明FeCl3同时起到氧化剂和掺杂剂的双重作用,从而进一步简化了导电聚苯胺纳米纤维的合成条件.与使用过硫酸铵为氧化剂的传统聚合方法相比,FeCl3较小的氧化/还原电位使产物具有较小的直径和较高的结晶性.同时发现聚苯胺的形貌和电导率均与[FeCl3]/[An]的比例有关.FTIR,UV-Vis,XRD结构表征证实所得的聚苯胺纳米纤维为掺杂态.     

复合酸掺杂导电聚苯胺的合成及性能

采用复合酸掺杂微乳液法合成导电聚苯胺. 探讨了反应温度和掺杂剂质量比对聚苯胺性能的影响,并通过四探针、塔菲尔曲线、激光粒度分析、热重分析以及红外光谱测试技术,对聚苯胺进行了研究与表征. 结果表明,当聚合温度为15 ℃、磺基水杨酸和十二烷基苯磺酸钠的质量比为2.5∶1时,掺杂态聚苯胺电导率和溶解度达到最大值,同时具有良好的防腐蚀能力;其中电导率可达11 S/cm,在氮甲基吡咯烷酮(NMP)中溶解度可达85%;经电化学工作站测试的塔菲尔曲线可知,其腐蚀电位为-0.391 V. 热重分析表明,复合酸掺杂聚苯胺热分解温度约为440 ℃;粒径分析表明,约有90%的聚苯胺颗粒集中在50～100 nm之间.红外光谱表明,复合酸掺杂聚苯胺各主要吸收峰均向低频方向移动,说明掺杂的有效性.     

掺杂/脱掺杂诱导的聚苯胺织物浸润性开关

以三氟乙酸(TFA)作为掺杂剂,三氯化铁为氧化剂,采用原位化学氧化法制得了具有超疏水性能的聚苯胺/棉布复合导电织物(PANI/CCT),所得织物在外界酸度诱导下发生掺杂/脱掺杂反应而导致其由导电态向绝缘态的转变,从而实现超疏水到超亲水的可逆、快速变化.研究结果证实上述的超疏水/超亲水可逆的变化来自聚苯胺与纤维的微/纳米结构和TFA的低表面自由能的协同效应.     

二磺酸掺杂高热稳定性导电聚苯胺的合成及性能

以有机二磺酸作为掺杂剂合成了具有高热稳定性的二磺酸掺杂导电聚苯胺。研究了反应时间、温度、酸/苯胺摩尔比等因素对产率、产物的导电率与分子量的影响。利用微波加热的方法测试有机二磺酸掺杂聚苯胺的热稳定性能，结果表明：有机二磺酸掺杂的导电聚苯胺在微波场中升温速率快，并且具有良好的反复升温性能。     

不同铁盐氧化掺杂导电聚苯胺纳米结构的合成及性能研究

在没有外加掺杂剂的条件下,以FeCl3,Fe(NO3)3,Fe2(SO4)3,FePO4等多种铁盐为氧化剂,在水溶液中采用"无模板"的方法制备了具有较高电导率的聚苯胺纳米结构.铁盐是一种强酸弱碱盐,在水溶液中发生水解释放出质子,质子可以作为掺杂剂进入聚苯胺主链,因此,在苯胺的聚合过程中,铁盐同时起到氧化剂和掺杂剂的双重功能,进一步简化了导电聚苯胺纳米结构的合成条件,降低了反应成本.FTIR,UV-Vis,XRD等结构表征证实所得的纳米结构的聚苯胺均为掺杂态.试验发现,铁盐较低的氧化/还原电位使产物具有较小的直径和较高的电导率和结晶性.不同的对阴离子对聚苯胺产物的形貌有一定的影响,但对产物的结构和性能影响不大.铁盐与苯胺单体的比例对聚苯胺的形貌和电导率均有较大的影响.     

氧化石墨掺杂的电化学活性自支撑聚苯胺膜

以氧化石墨（GO）为掺杂剂和模板,采用化学原位聚合法并通过调节苯胺单体和氧化石墨的质量比,合成了层状结构的聚苯胺/氧化石墨(PANI/GO)层状结构的自支撑膜。SEM和XRD研究表明,当苯胺单体与GO的质量比为67:1时,PANI/GO复合材料具有层间距~1.36 nm的层状结构,证实 GO的模板功能。XPS和FTIR研究表明PANI/GO复合材料中的典型的聚苯胺的掺杂态,进一步证实GO的掺杂功能。此外,电化学和热失重测量表明PANI/GO层状结构的自支撑膜呈现良好的热稳定性和高电化学活性.     

BrΦnsted酸性离子液体掺杂聚苯胺的无溶剂制备及其表征

首先合成了两种带—SO3H官能团的Brφnsted酸离子液体([MIMPS][HSO4]和[PYPS][HSO4]),然后分别以这两种带—SO3H官能团的Brφnsted酸性离子液体做为掺杂剂,在无溶剂条件下通过机械化学聚合反应制备了掺杂导电态聚苯胺.由于带—SO3H官能团的Brφnsted酸性离子液体中H+可以单独以离子形式存在,因此可形成质子化导电态的翠绿亚胺盐,并以红外光谱、紫外可见-近红外、X-射线衍射、循环伏安和四探针技术等测试方法对聚苯胺进行了结构和性能表征.PANI-[MIMPS][HSO4]的结晶性、电导率和电化学活性要优于PANI-[PYPS][HSO4].     

苯胺在聚丙烯酰胺水、乙二醇溶液中的聚合研究

以聚丙烯酰胺为反应基质,分别在聚丙烯酰胺的水、乙二醇溶液中制备了掺杂态导电聚苯胺.探索了合成可溶性导电聚苯胺的最佳条件.采用红外、紫外可见光谱、X射线粉末衍射等手段对产品进行了表征.实验结果表明,在保持聚苯胺电导率基本不变的情况下,采用在聚丙烯酰胺的乙二醇溶液中制备的聚苯胺比水溶液中制备的聚苯胺有较好的溶解率.     

单根聚苯胺纳米线导电性的研究

纳米线(管)的模板合成和导电原子力显微镜(C-AFM)结合是一种近期发展起来研究单根一维纳米结构及阵列导电性的有效方法. 本文利用C-AFM测量了阳极氧化铝(AAO)模板电化学合成制备的单根聚苯胺纳米线的电导率, 研究了直径、氧化还原态对单根聚苯胺纳米线电导率的影响. 从I－V曲线可以看到, 其导电性质与半导体类似，但又不同于半导体． 尚未观察到反向击穿现象，可能原因是, 在一定的反向偏压下的离子脱嵌使得它由部分氧化态（导电态）转变为还原态（绝缘态）；电导率随纳米线直径减小而线性地增加；以ClO₄^－离子掺杂的氧化态和还原态比部分氧化态的电导率低二个数量级.     

可溶性聚苯胺的合成及研究

本文报道了可溶性聚苯胺(PAn)的合成方法。通过对比可溶和不可溶PAn的导电性、电化学行为及IR光谱,说明它们的分子链基本结构相同。并测得了PAn在DMF-d_7中的~13C-NMR 谱。     

Effect of the Nature of the Dopant on the Response of a Sensor Array Based on Polyaniline

The effect of the nature of the dopant on the response of a sensor array based on films of polyaniline (PAn) under the influence of the vapor of various organic solvents was studied. It was established that the main factors determining the magnitude of the response of PAn films are the morphology of the films and the accepting power of the analyte molecules (in the case of "standard" acid dopants) and also the possibility of additional donor–acceptor interaction between the analyte molecules and the dopant (in the case of heteropoly acid dopants). It was shown that with heteropoly acids as dopants of PAn it is possible to increase substantially the selectivity of the response of the sensor array.     

XPS法对聚乙炔化学掺杂机制的研究

用XPS(X射线光电子能谱法)研究了十余种掺杂聚乙炔的电荷转移过程, 发现对大部分掺杂剂, 由Cls谱裂分所计算的电荷转移量与掺杂剂的氧化电位直接相关. 一些强氧化性或过渡金属质子酸也符合这一规律, 同时观察到掺杂后这些氧化性质子酸本身发生价态变化. 因此这些质子酸的掺杂不是文南中所报道的质子酸机制而是氧化还原机制.所研究的若干种非氧化性或弱氧化性质子酸掺杂后电导率均较低, 这进一步表明掺杂过程中的电荷转移过程是产生高导聚乙炔的必要条件.     

Fluorides of some s-, p-, d-, and f-metals as prospective materials for interference optics: Present status and development

Materials with low refractive indices based on fluorides of some s-, p-, d- and f-metals for interference optics were examined. Issues concerned with the enhancement of both optical and operational properties of the thin-film coatings based on fluorides were discussed. A doping mechanism for REF₃ (RE - Sc, La-Lu) dopants in the widely used material - magnesium fluoride - was proposed. Interaction in the metal fluoride systems was established. The influence of the initial material composition on the structure and properties of coatings was determined.     

Synthesis and electrical conductivity of poly(arylene vinylene). I. Poly(2,5-dimethoxyphenylene vinylene) and poly(2,5-dimethylphenylene vinylene)

The highly conjugated aromatic polymers, poly(2,5-dimethoxyphenylene vinylene) and poly(2,5-dimethylphenylene vinylene), were obtained from their water soluble, sulfonium salt precursor polymers. Films of these polymers were reacted with either AsF₅ or I₂ vapor. Poly(2,5-dimethoxyphenylene vinylene) showed increases in electrical conductivity of up to 14 to 15 orders of magnitude for these two dopants, while an 8 to 9 order of magnitude increase was observed for poly(2,5-dimethylphenylene vinylene) with the same dopants. The synthesis of the precursor polymers, the properties and elimination reactions of films of the precursors, the doping reactions, and the conductivities of the resulting phenylene vinylene films are discussed.     

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.     

掺杂态聚苯胺的共振拉曼光谱研究

观测了聚苯胺(PAn)在不同状态(掺杂、反掺杂、碱式、氧化、还原)下的拉曼光谱.根据其光谱特性,结合其它实验结果,提出了掺杂态PAn分子链包含电荷分布不等的三种苦环和二种氮原子的四单元苯醌变体模型,指出质子酸掺杂系分子内氧化还原反应,讨论了PAn氧化程度对掺杂效率的影响.     

分散聚合水基聚苯胺乳胶微球制备与表征

水溶性空间稳定剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP）存在时，采用分散聚合制备水溶性单分散的聚苯胺(PAn)乳胶粒子，采用透射电子显微镜（TEM）观察粒子形态及尺寸；利用紫外-可见吸收光谱对胶体分散体系进行表征.实验结果表明，当PAn含量较少（w< 16.78％）时， PAn-PVP复合乳胶粒子呈米粒状；当PAn含量较大（w >23.22％）时， PAn-PVP复合乳胶粒子呈球形.     

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...     

乳液法制备掺杂聚苯胺的微观结构研究

在众多的导电聚合物中,聚苯胺(PAn)被认为是最具应用前景的导电聚合物^[1].本征态PAn的电导率约10^-13S/cm数量级,呈电绝缘性.当用质子酸对PAn掺杂后,电导率达到5～10S/cm,可实现从绝缘体到导体的转变.