磁场对微乳液法合成聚苯胺结构及其电化学行为的影响

在不同磁场强度下,采用微乳液聚合法合成导电聚苯胺(PANI),以碳纸负载PANI为工作电极,通过循环伏安测试方法,探讨了磁场、氧化剂浓度和聚合时间对微乳液聚合法合成PANI电化学性能的影响;并通过X射线衍射(XRD)、四探针电导率测试和傅立叶红外光谱(FTIR)对产物结构和性能的表征分析,印证了循环伏安分析结果的可靠性.实验结果表明,与无磁条件下制备的PANI相比,磁场条件下制备的PANI具有较高的导电性和规整度;FTIR谱图分析表明,由于磁场的取向作用使分子间相互作用力降低,分子链离域程度增大,使磁场条件下合成PANI的主要特征峰有向低频方向移动的趋势,但分子的基本结构单元没有发生变化.研究结果显示,利用负载PANI的碳纸为工作电极,能够对微乳液法合成PANI的电化学行为进行有效的实时表征.     

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.     

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.     

磁场对苯胺微乳液聚合体系相行为的影响

通过十二烷基苯磺酸钠(SDBS)/正丁醇(n-butanol)/苯胺/水微乳液体系的拟三元相图,考察了恒定磁场(0.4T)和助表面活性剂与表面活性剂的质量比(Km=mn-butanol/mSDBS)对苯胺微乳液聚合体系的相行为、电导行为以及微乳化作用的影响.结果表明:随着体系醇含量的增加,微乳区面积先增大后减小,当Km值为1.0时,形成的微乳区最大;外加磁场可以增大微乳区面积.通过对外加磁场条件下溶液电导率随水含量变化规律的分析,印证了拟三元相图的表征结果.透射电镜分析结果表明,磁场条件下合成的聚苯胺颗粒比无磁场条件下合成的聚苯胺颗粒小.     

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.     

碳纸负载电极在乳液法合成聚苯胺电化学性能分析中的应用

首次采用碳纸负载聚苯胺(PAn)为工作电极,探讨了反应时间对乳液法合成PAn电化学性能(循环伏安、交流阻抗及塔菲尔曲线)的影响,并通过对产物电导率、产率及特性粘度的对比分析,印证了产物电化学性能的表征结果.实验结果表明,循环伏安曲线均能有效表征出PAn的三对氧化还原特征峰,交流阻抗曲线均出现一个几乎完整的半圆;且产物的循环伏安、交流阻抗、塔菲尔、产率及电导率随反应时间的变化趋势一致,在反应5h时,PAn的各项性能指标较好.结果显示,利用碳纸作为负载电极,可以对乳液法合成PAn的电化学性能实施有效的实时表征.