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.     

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.     

聚苯胺水基胶体分散液及其复合物的研究 Ⅱ紫外光谱及导电性能

利用紫外可见光谱研究了聚苯胺（ＰＡｎ）在水基胶体分散液中掺杂与脱掺杂过程，证实了ＰＡｎ的掺杂与脱掺杂是完全可逆的过程．当ｐＨ＝３５时，开始脱掺杂，当ｐＨ＝６０时，脱掺杂已基本结束．ＰＡｎ颗粒的大小也对紫外光谱有影响．当聚苯胺颗粒尺寸达到纳米量级时（１００ｎｍ），复合膜光谱吸收峰明显兰移，表现出了表面效应和量子尺寸效应．聚苯胺／聚乙烯醇复合膜的电导率不仅受聚苯胺含量的影响，同时也受复合膜中聚苯胺颗粒聚集状态的影响．较小的聚苯胺颗粒，使复合膜具有较低的渗滤阈值．     

聚苯胺-富勒烯复合膜的光电响应

通过溶液共混方法制备了聚苯胺（PANI）-富勒烯复合膜, 并用IR、XRD、UV-Vis等技术对其进行表征.红外光谱表明聚苯胺与C60之间存在相互作用且表现为掺杂态聚苯胺红外谱图样.X射线衍射表明复合体材料的结晶性能增强.光致发光谱表明聚苯胺与C60分子之间存在有效光诱导电荷分离现象.光电响应实验表明复合体薄膜的光吸收增强, 光电流增大, 说明聚苯胺-富勒烯复合膜受光照射后发生了光诱导电荷分离现象, C60掺杂聚苯胺有助于改善光伏特性.     

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.     

固相反应法制备磷钼酸(H3PMo12O40)掺杂聚苯胺对其电化学活性的影响

利用固相反应法制备了磷钼酸(H3PMo12O40,简称PMA)掺杂聚苯胺,并以红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、循环伏安(cyclic voltamm ogram)等测试方法对聚苯胺进行了表征。结果表明,无论是液相法还是固相法,磷钼酸掺杂于聚苯胺中,仍保持自身结构特征,与传统液相合成的磷钼酸掺杂聚苯胺相比,固相反应法合成的磷钼酸掺杂聚苯胺的晶化率和电活性略差。固相反应法制备的磷钼酸掺杂聚苯胺在对抗坏血酸(AH2)电催化氧化中,表现出比液相合成更好的电催化活性。     

新型质子酸掺杂聚苯胺的合成及其电化学电容行为

用化学氧化聚合法制得了草酸掺杂聚苯胺(H2C2O4-PANI)和柠檬酸掺杂聚苯胺(C6H8O7-PANI),并与盐酸掺杂聚苯胺(HCl-PANI)做了对比研究.用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对掺杂聚苯胺的结构和形貌进行了表征.用循环伏安,恒流充放电和交流阻抗测试对材料在1 mol/L HCl溶液中的电化学电容行为进行了研究.结果表明:3种酸掺杂的聚苯胺具有不同的空间结构,电化学性能也有差异.与盐酸和柠檬酸掺杂的聚苯胺相比,草酸掺杂制备的聚苯胺表现出更优良的电化学电容行为,单电极比电容可达670 F/g.     

溴掺杂聚苯胺的导电性能及机理研究

通过化学氧化法制备聚苯胺,对其进行溴和氢溴酸掺杂,聚苯胺(PANI)的电导率比掺杂前提高了11-13个数量级。采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱和X射线光电子能谱分析研究了溴和氢溴酸对PANI的掺杂作用,探讨了掺杂PANI的导电机理。研究表明,不同于氢溴酸对PANI的质子酸掺杂,溴掺杂过程中产生的溴负离子增加了PANI的载流子浓度并形成电子转移复合物,提高了聚苯胺的电导率。     

聚苯胺水基胶体分散液及其复合物的研究：Ⅱ.紫外光谱及导电性能

利用紫外可见光谱研究了聚苯胺在水基胶体分散液中掺杂与脱掺杂过程，证实了ＰＡｎ的掺杂与脱掺杂是完全可逆的过程。当ｐＨ＝３．５时，开始脱掺杂，当ｐＨ＝６．０时，掊掺杂已基本结束。ＰＡｎ颗粒的大小也对紫外光谱有影响。当聚苯胺颗粒尺寸达到纳米量级时，复合膜光谱吸收峰明显半移，表现出表面效应和量子尺寸效应。     

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 .     

溶剂对固相反应法制备H7PW12O42掺杂聚苯胺的影响

利用固相反应法,分别以微量的水和乙腈作为溶剂,制备了磷钨酸(H7PW12O42)掺杂聚苯胺,并以红外光谱(FTIR),电子扫描显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),循环伏安(cyclic voltamogram)等测试方法对聚苯胺进行了表征。结果表明,固相反应法合成的聚苯胺分子链排列有序,晶化率较好,并且表现出有较好的电化学稳定性。而以微量的乙腈作为溶剂通过固相反应法得到的磷钨酸掺杂聚苯胺在颗粒形貌、结晶性、导电率等方面均优于相同条件微量的水作为溶剂时的掺杂聚苯胺。     

不同掺杂酸对纤维聚苯胺电化学性能的影响

采用界面聚合法通过不同质子酸掺杂分别制备了平均直径约为50,62,95nm的纤维聚苯胺。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)对其化学组成和微观形貌进行了表征,采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗研究了不同质子酸掺杂纤维聚苯胺的超级电容器电容行为,并利用X射线衍射(XRD)、氮气吸脱附及X射线光电子能谱(XPS)等方法对纤维聚苯胺的微观结构进行了深入研究。结果表明:高氯酸(HClO4)掺杂制备的聚苯胺在0.5A/g电流密度下的比容量可以达到397F/g,高于盐酸(HCl,334F/g)和樟脑磺酸(HCSA,383F/g)掺杂聚苯胺的测试结果,纤维的电化学性能主要受其规整度、孔隙率及掺杂度的影响。     

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.     

聚苯胺薄膜的离子束效应

本文采用离子注入掺杂技术，研究了全氧化态聚苯胺薄膜的离子束效应．‘４０ｋＶＫ＋离子束注入后，聚苯胺薄膜的电导率随着剂量的增加而迅速增加．当剂量为１×１０１７Ｋ＋／ｃｍ２时，电导率增加了８个数量级．ＦＴＩＲ光谱图显示了Ｋ＋离子注入使全氧化态聚苯胺中的醌亚胺结构发生还原反应．温差电流法测量表明，离子注入区呈现ｎ型半导体特性．四探针法测量了离子注入掺杂聚苯胺的电导率与温度的关系．本文还对离子注入掺杂全氧化态聚苯胺的导电机制进行了初步探讨．     

化学计量学方法在动力学过程分析中的应用

提出了一种公因子分析的新方法。通过这一方法，对一个动力学体系，我们能够从两个不同的波长范围或反应时间范围的数据阵中获得共同组分的数目和它们的光谱或浓度曲线。将这一方法结合正交投影（OPR）技术，成功地应用于聚苯胺掺杂质子酸反应体系数据阵的解析，获得了这一过程中聚苯胺本征态及掺杂后两个新生结构的光谱和浓度变化曲线。基于解析结果可以推断：聚苯胺质子酸掺杂可能生成PANHn^n （α）、PANHn^a (β）两个不同结构的产物，他们间可相互转化。     

导电聚苯胺的合成、结构、性能和应用

概述了中国科学院长春应用化学研究所对导电聚苯胺合成、结构、性能和应用的研究.从合成可溶性的聚苯胺入手,阐明了聚苯胺的若干基本化学和结构问题,提出并证明了掺杂态聚苯胺的结构模型和掺杂机理;除了质子酸掺杂外,发现了聚苯胺的碘氧化掺杂、光助氧化掺杂和K+注入还原掺杂;开发了分别以环氧树脂和聚氨酯为载体的聚苯胺防腐涂料;运用掺杂剂诱导的溶解性,通过合成带聚乙二醇链的膦酸掺杂剂,实现了导电态聚苯胺的水体系加工.其中的聚苯胺树脂及防腐涂料的生产技术,已经完成中试,正在走向产业化.     

掺杂条件对聚苯胺膜导电性能影响的研究

采用对甲基苯磺酸和磺基水杨酸作掺杂剂，对聚苯胺自支撑膜进行了掺杂研究，考查了掺杂时间，温度以及掺杂溶液浓度对其导电性的影响，并用红外光谱及显色反应对掺杂产物进行了表征。结果表明，掺杂温度对聚苯胺膜电导率的影响较大，通过控制温度，可以制备出电导率达盐酸掺杂水平的导电膜，即－１０＾３Ｓ．ｍ＾－１，且具有良好的环境稳定性，在空气中放置一年，其电导率基本保持不变。     

CdSe/磺基聚苯胺复合膜的制备及性能研究

采用CdSe、磺基聚苯胺为原料,通过静电作用力制得了无机/有机杂化的聚合物体系.并用紫外可见光谱,光致发光光谱以及扫描电子显微技术对其进行表征.同时也研究了掺杂Cu和Ag时CdSe膜的发光性,发现掺杂Ag和Cu的CdSe膜的发光强度分别提高了40%和70%.     

掺杂态聚苯胺的性能及其防腐应用研究进展

聚苯胺具有良好的导电性和独特的掺杂-解掺杂特性,成为近年来备受关注的导电高分子材料,其特有的抗划伤、抗点蚀和钝化性能使其在金属防腐领域拥有巨大的应用前景。聚苯胺结构中苯环的存在,使得其分子链具有较大刚性,而分子间氢键又导致其难溶、难熔、可加工性能较差,严重制约了聚苯胺的应用。掺杂过程能有效改善聚苯胺的某些性能,或赋予其新的功能,扩展聚苯胺的应用。本文综述了聚苯胺的掺杂方式、掺杂机理、聚苯胺防腐材料的制备方法,以及其在金属防腐领域的应用,展望了聚苯胺的研究和应用前景。     

羧甲基壳聚糖掺杂聚苯胺的制备及其在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能研究

选用结构中同时带有羟基、羧基和氨基的羧甲基壳聚糖为掺杂酸,通过改变掺杂酸与苯胺单体的比例实现了产物从纳米纤维(直径为100nm)到空心微米小球(直径为200nm)的转变.傅立叶红外(FTIR)和紫外可见光谱(UV)表征结果表明,纳米纤维和空心微米小球均为掺杂态聚苯胺.另外,采用电化学交流阻抗技术和动电位极化方法研究了所得聚苯胺在0.5mol/L盐酸溶液中对碳钢的缓蚀作用.结果表明,聚苯胺的加入量为40mg/L时,其对碳钢的缓蚀效率高达91.6%～92.3%.