聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料Ⅱ.形貌表征

通过先用过硫酸铵引发苯胺的聚合,然后再将纳米二氧化锰(nm-MnO2)加入过硫酸铵和苯胺的反应体系中。原住制备了导电聚苯胺／纳米二氧化锰复合材料(PANL／nm-MnO2),并有效地避免了nm-MnO2在苯胺氧化聚合中的消耗。扫描电镜和透射电镜显示复合材料中nm-MnO2为聚苯胺所包裹。X射线衍射研究表明,在复合材料制备过程中nm-MnO2的晶型未发生变化,在复合材料中聚苯胺为非晶相结构。     

网络结构的聚苯胺-二氧化锰纳米复合材料的制备及其电化学性能

利用水热法合成了一维的MnO2纳米棒,经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面改性后与苯胺单体在低温下混和,通过原位化学氧化聚合法制备了聚苯胺-二氧化锰(PANI-MnO2)纳米复合材料.采用FESEM、FT-IR、XRD、TG、循环伏安以及恒电流充放电等测试技术对复合材料进行了结构和性能的分析.结果表明:MnO2纳米棒...     

聚苯胺/离子液体/蒙脱土纳米复合材料的制备及其导电性能研究

采用1-羧甲基-3-甲基咪唑氯化盐离子液体对钠化蒙脱土进行插层改性,然后用苯胺的盐酸溶液进行二次插层,以过硫酸铵为氧化剂,盐酸溶液为掺杂剂,使进入离子液体/蒙脱土(CMMIm/MMT)层间的苯胺(An)发生氧化聚合反应,制备了一种具有良好导电性的聚苯胺/离子液体/蒙脱土复合材料(PANI/CMMIm/MMT).用红外光谱、X-射线衍射,热重分析和DSC对样品进行了表征.结果表明当离子液体/蒙脱土用量为7.5%、盐酸浓度为1mol/L、过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1∶1、0℃下反应6h时制备的PANI/CMMIm/MMT纳米复合材料电导率最高,达到了0.3S/cm,是相同条件下聚苯胺/钠化蒙脱土纳米复合材料电导率的2.5倍,聚苯胺的7.5倍.     

苯胺齐聚物对聚苯胺微纳米形貌形成的影响

聚苯胺是一种具有优异性能的导电高分子材料,在传感器、防腐、电容器、生物等领域有着广泛的应用前景。化学氧化聚合法是制备聚苯胺的常用方法。苯胺齐聚化是苯胺化学氧化聚合过程中的重要一步,不同条件下生成的齐聚物化学结构及其自组装方式的差异会导致最终聚苯胺的形貌迥异。本文结合目前人们较为认同的聚苯胺微纳米结构形成机理,基于产物形貌分类,综述了在化学氧化过程中的苯胺齐聚化反应和苯胺齐聚物自组装引导聚苯胺微纳米结构的形成,讨论了目前研究中的存在的问题并对今后研究方向进行了展望。     

二氧化锰化学氧化法合成导电聚苯胺

研究了以二氧化锰为氧化剂，苯胺（ANI）化学氧化聚合的新型反应，探讨了氧化剂的用量、反应体系酸度、苯胺用量，反应温度，酸的种类等条件对聚苯胺（PANI）的产率和电导率的影响，在2．7mol/L的盐酸介质中二氧化锰与苯胺摩尔比为0．7的条件下室温氧化聚合4h，可得到电导率为12．5S/cm的聚苯胺，产率为73％，对产物聚苯胺的结构用红外光谱和紫外－可见光谱进行了表征。     

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.     

《功能高分子学报》2004第17卷总目次

研究论文 主链禽兰苯胺单元的聚苯乙炔的合成及其电致发光性能……………………………………………………来国桥,拜敏制,捌燕刚 (1) 聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料I:原位氧化合成制备………………………………………………………生瑜,陈建定.朱德钦(5) 聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料Ⅱ:形貌表征…………………………………………………………………生瑜。陈建定,朱德钦(11) 聚苯胺/聚乙烯醇导电复合材料合成的研究………………………………………………………………任斌,黄河,刘少琼,等(16) 绝缘聚合物对聚苯胺复合物导电性能的影响……………     

分散剂类型对聚苯胺粒径分布和电化学特性的影响

采用化学氧化聚合法以苯胺为单体、过硫酸铵为氧化剂,在不同分散剂体系中合成聚苯胺,考察分散剂对聚苯胺性能的影响。通过激光粒度仪、傅里叶红外吸收光谱、四探针电阻仪和电化学工作站等测试手段研究聚苯胺的结构、导电性、粒径分布及电化学性能。结果表明：分散剂能降低聚苯胺的粒径分布,提高聚苯胺的导电性和电化学稳定性;当分散剂聚乙二醇占苯胺单体质量的20％时,聚苯胺的平均粒径为3．85μm,导电率为4．68S／cm,极化电位为0．73V。     

三元复合材料PANI／Ag／MWNT的电化学行为和比电容

通过原位聚合的方式在银纳米粒子/多壁碳纳米管（Ag/MWCNT）复合材料的表面成功聚合苯胺单体制备了聚苯胺/银纳米粒子/多壁碳纳米管（PANI/Ag/MWCNT）三元复合材料苯．通过对三元复合材料的结构以及表面形貌进行分析,表明聚苯胺层完全包覆了Ag/MWCNT复合材料,形成了核壳式结构．同时银纳米粒子则以单质晶体的形态存在于多壁碳纳米管与聚苯胺层之间．三元复合材料电极在1 mol/L的KOH溶液中具有极低的阻抗,而与聚苯胺电极相比,这些复合材料电极则表现出更低的电阻、更高的电化学活性和更好的循环稳定性．尤其是当苯胺和Ag：MWCNTs质量比为5：5时,该复合材料电极在0.25 A/g的电流密度下表现出最大的比电容值为160 F/g．     

盐酸和磺基水杨酸复合掺杂聚苯胺的热电性能

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,采用化学氧化聚合法在盐酸和磺基水杨酸混合溶液中制备了导电聚苯胺。通过XRD、SEM、FTIR等分析手段,对所得产物的结构进行研究,并探讨在相同聚合条件下,不同的磺基水杨酸和盐酸的物质的量浓度比(cSSA∶cHCl)对聚苯胺热电性能的影响。结果显示,混合酸掺杂聚苯胺的电导率随cSSA∶cHCl的增加而增大,但Seebeck系数的变化趋势却与之相反。当cSSA∶cHCl=0.25:1时,掺杂态聚苯胺的功率因子在175℃时达到最大值为0.46μW.m-1.K-2,分别是相同条件下HCl和SSA掺杂聚苯胺的1.7和1.9倍。这表明适当配比的有机酸与无机酸混合掺杂比单一酸掺杂更有利于聚苯胺热电性能的提高。     

阳离子表面活性剂作用下制备一维纳米结构聚苯胺

在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)存在下, 以盐酸为质子酸, 过硫酸铵为氧化剂, 制备了平均直径为115 nm、具有分叉结构的聚苯胺纳米纤维和平均直径为75 nm的卷曲聚苯胺纳米线, 两者的结构产率高达90%和100%, 电导率分别为1.6×10-2和9.3×10-2 S/cm. 研究发现, 聚苯胺的一维纳米结构受盐酸浓度和苯胺与CTAB摩尔比的协同影响. 用TEM, SEM和FTIR对产物的形貌和化学结构进行了表征. 利用pH监测反应并结合SEM结果研究了聚苯胺纳米线的形成过程, 结果表明, CTAB阳离子与过硫酸根形成的絮状物的诱导作用是聚苯胺纳米纤维和纳米线形成的关键因素.     

反应温度对衣康酸掺杂聚苯胺性能的影响

以衣康酸为掺杂剂,过硫酸铵为引发剂,采用化学氧化聚合法在不同的反应温度下合成聚苯胺(PANI)。计算其产率和电导率,并测定掺杂态聚苯胺的各项性能指标。通过电阻测试、傅立叶红外光谱测试(FT-IR)、紫外-可见光谱测试(UV-vis)、电子探针分别对产物的导电性、化学结构、紫外可见光谱和微观形貌进行了表征。结果表明,低温有利于减缓链终止的速度使得产物分子链较长,从而使载流子的传输更容易进行,产物电导率高;而温度高于10℃会使聚苯胺氧化断链,使产物电导率下降。以反应温度为10℃时电导率最高,为1.29×10-2(S·cm-1),且具有最高的产率为111.2%,微观形貌为纳米棒状结构。     

聚苯胺/膨润土纳米复合材料的合成与表征

通过嵌入手段设计与合成同时具有某些无机和有机物双重性能的新型材料－无机／有机纳米复合材料,是科学家们关注的课题[1].Inoue等人[2]采用蒙脱土吸附苯胺单体然后电氧化的方法制备了聚苯胺／蒙脱土（Pan／Mont）复合材料,由于Mont片体的表面吸附了苯胺,所合成的为聚合物包覆的复合材料,这样在一定的程度上影响了材料的各向异性．本文采用离子交换,洗涤除去吸附在粘土颗粒表面的单体,成功地合成了非包覆的聚苯胺／膨润土壤（Ben）层状纳米复合材料,并用FTIR等方法对材料进行了表征．该材料兼有粘土的离子交换性能和聚苯胺的良好…     

聚苯胺/碳化钨导电复合材料的合成

以苯胺和过硫酸胺为原料,采用原位聚合方法合成了聚苯胺/碳化钨(PANI/WC)导电复合材料。研究了反应体系中碳化钨的含量对复合材料电导率的影响,确定了较佳的聚合条件,并且通过FT-IR、XRD、XPS和DSC-TGA等手段对复合材料的结构和性能进行了表征和分析。结果表明:碳化钨(WC)的加入提高了聚苯胺的电子导电性能,复合材料中聚苯胺组分为无定型,WC的晶型在反应前后并未发生变化,复合材料的热稳定性好并且质子化程度更高。     

PANI／Ce（OH）3-Pr2O3·3H2O／NanoG复合材料制备与表征

开发了反胶束模板-原位聚合纳米复合法制备聚苯胺（PANI）／Ce（OH）3-Pr2O3·3H2O／石墨纳米薄片（NanoG）纳米复合材料的方法。膨胀石墨在乙醇水溶液中经超声处理制得石墨纳米薄片,以苯胺的氯仿溶液为油相,稀土金属离子Pr^3＋、Ce^3＋水溶液为水相,依靠表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）自组装形成的反胶束为模板。制备PANI／Ce（OH）3-Pr2O3·3H2O／NanoG复合材料。利用红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X-射线衍射（XRD）对该复合材料进行了表征和分析,研究了其导电性能和热性能。结果表明,PANI／Ce（OH）3-Pr2O3·3H2O／NanoG复合材料各相分散均匀,稀土纳米粒子在体系中以棒状的形态分布。热重分析表明,该复合材料的热稳定性明显提高;导电性研究说明,石墨纳米薄片的特殊的结构（较大的径厚比）对其在聚合物基体中形成导电网络具有重要作用：PANI／Pr2O3-Ce（OH）3/NanoG纳米复合材料的渗滤阀值低于1.0wt％。     

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.     

高密度聚苯胺纳米线阵列的制备及在紫外探测器中的应用研究

基于p型半导体与n型半导体间的特殊p-n结效应可有效提高紫外探测器的紫外光敏性能,研究了高密度p型聚苯胺(PANI)纳米线阵列的制备方法,及其与n型单晶硅片组装为具有p-n结效应的高性能紫外探测器的方法.采用旋涂煅烧法在单晶硅片表面制备了二氧化锰层,研究了以其为种子层制备高密度聚苯胺纳米线阵列的方法,并考察了不同制备条件对聚苯胺形貌的影响,揭示了聚苯胺纳米线阵列的形成机理.结果表明,利用二氧化锰种子层对溶液中苯胺的氧化作用,可优先在二氧化锰层表面形成聚苯胺纳米粒子,然后再向溶液中加入另一氧化剂过硫酸铵(APS),可使聚苯胺纳米粒子沿垂直于衬底方向进一步生长,从而制得了分布均匀的高密度p型聚苯胺纳米线阵列.利用p型聚苯胺纳米线阵列与n型单晶硅片间特殊的p-n结效应,构筑了性能优良的紫外探测器,对紫外光响应速度快、恢复时间短、稳定性好.当外置偏压为0 V时,光电流可达9.2×10-8A;且随外置偏压提高,光电流强度大大增强,当外置偏压提高至5 V时,光电流可达3.2×10-5A,比0 V时提高了约1000倍.     

不同形貌聚苯胺-过渡金属氧化物复合材料的制备及其在电化学中的应用研究进展

聚苯胺(PANI)与过渡金属氧化物(TMO)具有良好的物理和化学性质,但它们在很多领域的应用仍受到自身缺陷的限制。而PANI与TMO复合后形成的纳米复合材料,二者之间可产生协同及互补作用,能够有效地克服两种材料的缺陷、提高复合材料的电化学性能。本文综述了硬模板、软模板存在下管状、棒状、球状、纤维状、花状等不同形貌PANI-TMO纳米复合材料的制备,着重介绍了通过化学氧化聚合法在TMO表面聚合苯胺。还综述了不同形貌的纳米复合材料在超级电容器、锂离子电池、传感器等电化学领域的应用。     

导电聚苯胺/钙基膨润土复合材料的制备

采用插层聚合法制备了导电聚苯胺/钙基膨润土、聚苯胺/有机化膨润土复合材料.以电导率为考核指标,通过正交设计优化了苯胺的加入量、反应温度和反应时间等参数.结果表明,苯胺的加入量影响较显著,反应温度对聚苯胺/有机化膨润土复合材料影响较聚苯胺/钙基膨润土体系明显,反应时间的延长,有利于聚苯胺/有机化膨润土复合材料电导率的提高.聚苯胺/钙基膨润土复合材料制备的最佳工艺条件为:苯胺加入量为70%,反应温度为0℃,反应时间为6 h;聚苯胺/有机化膨润土复合材料制备的最佳工艺条件为:苯胺加入量为70%,反应温度为室温,反应时间为8 h.利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和四探针技术表征了材料的组成、结构和性能.结果表明:膨润土经有机化后,晶面间距增大较多;苯胺单体与钙基膨润土插层聚合后,膨润土晶面间距增大不多;苯胺单体与有机化膨润土复合后,破坏了膨润土的晶格结构,形成了混杂复合体系,电导率达10-3S.cm-1.     

PANI/AMTES-TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能

首先用偶联剂苯胺基甲基三乙氧基硅烷(AMTES)对纳米TiO2进行表面修饰(AMTES-TiO2), 然后通过苯胺单体在AMTES-TiO2表面的原位化学氧化接枝聚合, 制备了基于共价键结合的聚苯胺(PANI)/AMTES-TiO2纳米复合光催化材料. 用红外光谱(FTIR), X射线衍射(XRD), 热重分析(TGA), 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)和荧光发射光谱(PL)等技术对复合材料进行了表征. 以亚甲基蓝(MB)为目标降解物, 研究了PANI/AMTES-TiO2复合材料在太阳光和紫外光下的光催化性能. 结果表明:聚苯胺敏化拓宽了TiO2的光谱响应范围, 复合材料在紫外和可见光区都有较强的吸收, 提高了光能的利用率和光生载流子的分离效率, 使复合材料表现出较高的光催化活性; 苯胺与AMTES-TiO2的质量比(w)对复合材料的光催化活性有较大影响, 当w为0.025时, 复合材料在两种光源下的催化性能均优于TiO2和AMTES-TiO2.