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.     

水性聚苯胺纳米线超级电容器电极材料

使用"假高稀"方法,分别以过硫酸铵、硝酸铁和三氯化铁为氧化剂,含有1个乙氧基基团的酸性磷酸酯为质子酸,经过原位聚合制备了直径分别为78～90 nm、18～30 nm和16～25 nm水分散性聚苯胺纳米线.聚苯胺膜的电导率分别为18,32和35 S cm-1,比表面积为65,70和82 m2g-1.该聚苯胺纳米线能够很好地分散在水中,是一种环境友好型超级电容器电极材料.该电极材料在1 mol L-1四乙基氟硼酸/碳酸丙烯酯非水性电解液中,在-1～1 V扫描范围内,以0.4 A g-1的放电速率下,分别得到了110,140和152 F g-1的比容,比电容与材料的比表面积和电导率有关,随着比表面积以及电导率的增大而增大.聚苯胺纳米线电极材料有较高的充放电效率(大于98%),表明了它们有很好的电化学可逆性.     

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.     

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.     

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．     

以十二烷基麦芽糖为模板合成导电聚苯胺纳米线

以绿色表面活性剂十二烷基麦芽糖为软模板,在不同pH值条件下合成了导电聚苯胺纳米线,研究了不同酸度对所得材料电导率的影响,发现电导率随酸度的增加成上升趋势.这是具有良好生物兼容性十二烷基麦芽糖作为表面活性剂首次用于导电聚合物纳米材料的合成.     

电化学制备有序聚苯胺纳米线阵列

以有序碳纳米管阵列电极为基底电极,在硫酸或高氯酸溶液中,分别探明不同电化学聚合方法以及苯胺单体浓度对聚苯胺形貌的影响. 结果表明：采用循环伏安法无法制备出聚苯胺纳米线;而应用恒电位法虽可制得聚苯胺纳米线,但纳米线不能形成有序阵列;只有应用恒电流方法,并且以高浓度苯胺的高氯酸溶液作为聚合溶液,方能制得有序聚苯胺纳米线阵列.     

聚苯胺微／纳米结构及其应用

导电聚合物微／纳米结构保留了轻质、类金属电导率和可逆化学和电化学特性,又具有纳米材料的高比表面积、尺寸和量子效应,它在电子器件、储能器件、传感器件等领域具有广泛的技术应用前景。其中,由于聚苯胺的制备方法简单、原料易得和独特的质子酸掺杂和脱掺杂机制,使聚苯胺微／纳米结构的可控制备及其应用研究已成为当前导电聚合物研究的热点...     

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．     

盐酸掺杂聚苯胺的制备及性能研究

本文用溶液聚合法制备盐酸掺杂聚苯胺,测定了体系酸度对聚苯胺电导率的影响,及盐酸掺杂聚苯胺在不同条件下经过热处理后的电导率,采用TGA、XRD等方法,研究了热处理过程对聚苯胺结构的影响。结果表明,当热处理温度为90℃时,电导率高于初始值,当热处理温度高于100℃时,电导率开始下降,到达220℃时,电导率下降了约4个数量级。在氮气中聚苯胺电导率的衰减比空气中小,聚苯胺经热处理后在浓硫酸中的溶解性会明显降低。本文还探讨了去掺杂、氧化和化学交联等盐酸掺杂聚苯胺的热降解机理。     

化学修饰阳极氧化铝模板法合成小尺寸聚苯胺纳米线

利用表面活性剂对阳极氧化铝(AAO)模板进行化学修饰，发展了模板合成法，从而得到更小尺寸的聚苯胺纳米管、线.在表面活性剂十八烷基脂肪酸(R18)修饰下，在14 nm孔径的AAO模板中合成7 nm的纳米线.对不同表面活性剂的比较后发现,通过改变修饰表面活性剂上烷基链长可以对所制备的聚合物纳米管、线的直径进行调控.     

Improvement in carrier mobility of poly(3,4‐ethylenedioxythiophene) nanowires synthesized in porous alumina templates

Polymeric nanowires of poly(3,4‐ethylenedioxythiophene) (PEDOT) are electrochemically synthesized using porous anodic alumina oxide (AAO) membranes as templates. Four‐point resistivity measurements on more than 100 PEDOT nanowires with different diameters (50–250 nm) reveal a statistically significant size‐dependent phenomenon in which the nanowires with a smaller diameter exhibit higher conductivity. Structural characterization with Raman spectroscopy and doping level estimation with energy‐dispersive X‐ray spectrometry and X‐ray photoelectron spectroscopy indicate that the observed conductivity enhancement can be attributed to improved carrier mobility in PEDOT nanowires having an elongated conjugation structure because of the effect of the AAO template. From the estimated doping levels (～5%) and conductivity data (～100 S/cm), it is found that the carrier mobility reach 2.0 cm²/V s for the nanowire with the smallest diameter, as compared with 4.0 × 10^?4 cm²/V s for a bulk PEDOT film. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part B: Polym Phys, 2011     

ZnO纳米线阵列的电沉积法制备及表征(英文)

利用直流电沉积方法在多孔氧化铝模板的孔洞中生成锌纳米线,在氧气氛围中,于800°C下氧化2h,将氧化铝中的锌氧化成氧化锌.本研究利用氧气氛围进行锌的氧化,大大提高了传统方法的氧化锌纳米线的制备效率.用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对其形貌及成分进行表征和分析,结果表明,氧化铝模板的有序孔洞中填充了大尺寸、均匀连续的多晶态氧化锌纳米线.纳米线具有约1000:1的高纵横比,其长度等于氧化铝模板的厚度,直径约为80nm.光致发光(PL)光谱表明,氧化锌纳米线在504nm处有由于氧空位引起的较强蓝绿光发射.这为进一步研究ZnO/AAO组装体发学性质和开发新型功能器件提供了基础.     

模板合成H4PMo11VO40/聚苯胺纳米线列阵及其聚合机理探讨

在氧化铝模板中制备了HPA/PANI纳米线列阵,SEM、TEM表明列阵中纳米线直径约为80 nm;XRD与FT-IR证明形成了有效掺杂;单根纳米线的导电率为16.2 S.cm-1;材料的TG-DTA表明PANI纳米线材料有三步失重过程,失去吸附水过程,多酸失去结晶水和PANI结构持续分解过程,多酸结构分解过程;在氧化聚合过程中H4PMo11VO40即为质子酸又为氧化剂和掺杂剂;聚合反应采用自由基机理进行,掺杂反应发生在形成醌二亚胺式自由基正离子和双苯胺式自由基正离子和醌二亚胺式自由基正离子偶联聚合成链结构时.     

Biomimetic fabrication of lotus-leaf-like structured polyaniline film with stable superhydrophobic and conductive properties

Superhydrophobic surfaces were successfully prepared on Ti/Si substrates via the fabrication of conductive polyaniline (PANI) nanowire film. The PANI nanowire film was synthesized by electrodeposition of aniline into the pores of an anodic aluminum oxide (AAO) template on Ti/Si substrate followed by the removal of the template. The surface showed conductivity and superhydrophobicity, even in many corrosive solutions, such as acidic or basic solutions over a wide pH range. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) demonstrated that the binary geometric structures at micro- and nanometer scale bestowed the prerequisite roughness on the surfaces. The chemical surface modification made the PANI nanowire film superhydrophobic. The results demonstrated that the PANI nanowire film will have good potential applications in the preparation of conductive superhydrophobic surfaces.     

Conducting Polyaniline Nanowire Arrays Modified Electrode for High Performance Supercapacitor and Enhanced Catalysis of Nitrite Reduction

Vertically aligned conducting polymer nanowire arrays had great potential applications in supercapacitor electrode material and exhibited enhanced electrocatalytic behavior towards the reduction of nitrite. In this paper, a facial template‐free approach to synthesize large arrays of vertically aligned polyaniline (PANI) nanowires on electrochemically pretreated glassy carbon electrodes was reported by using a galvanostatic current method. The as‐prepared large arrays of PANI nanowires had very narrow diameters and were oriented perpendicular to the substrate, which was a benefit to the ion diffusion when being used as the supercapacitor electrode. The highest specific capacitance of PANI nanowire arrays was measured and kept high at a large charge‐discharge current density. Furthermore, it also can detect nitrite with ultrahigh sensitivity of 62.99 µA mM^?1 cm^?2 and a remarkable fast response time of less 1 s. The results indicated that the vertically aligned PANI nanowires could dramatically enhance the electrochemical performance.     

Synthesis and dispersion of isolated high aspect ratio gold nanowires

We report the assembly properties of high density and high aspect ratio metal nanowire arrays (Au, Cu and Ag with diameters ranging from 40 to 250 nm) after release from the anodic alumina oxide (AAO) templates. Individual Ag and Cu nanowires were observed following release from the template, however, in the case of gold nanowires, the dispersion was dependent on size and aspect ratio. 40-100 nm gold wires aggregated to form bundles or disordered mats. We show that a simple cyanide-mediated release from the AAO template, results in isolated dispersion of wires even for the smallest wire diameters. Possible stabilising mechanisms for observed tendency of nanowires dispersion are discussed.     

模板合成法制备金纳米线的研究

近年来,利用化学和物理方法制备各种高度有序的纳米结构材料已经成为学术界的研究热点之一．其中,在特定的模板中沉积各种材料而构建纳米点阵的方法,具有制备简便,成本较低等优点,而且在尺度上可以突破刻蚀技术的局限性,具有广泛的应用前景［１］．常用的模板有阳极氧化多孔铝（ＡＡＯ）、多孔硅和聚合物等,其中ＡＡＯ模板具有耐高温,绝缘性好,孔洞分布均匀有序,而且大小可控等特点［２］,是使用较为广泛的一种．利用阳极氧化铝为模板,采用电化学方法［３～７］或压差注入法［８］制备有序的纳米粒子点阵,已经在润滑［９］、电…     

氧化铝纳米线的制备及其形成机理

采用二次铝阳极氧化技术, 制备高度有序的铝阳极氧化膜(AAO模板). 经X射线衍射(XRD)分析, 模板为无定形结构. 将模板放入腐蚀液中, 可获得大量无定形结构的氧化铝纳米线. 模板在800 ℃下退火4 h后, 变为γ-Al2O3结构, 采用类似腐蚀液溶解模板, 得到大量γ-Al₂O₃纳米线. 研究了腐蚀液种类、腐蚀时间和模板晶体结构等因素对生成氧化铝纳米线的影响, 并利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和XRD对纳米线的形貌与结构进行了表征. 结果表明, 在多种腐蚀液中, 均可获得氧化铝纳米线; 随着腐蚀时间的增加, 纳米线的长度增加, 直径变小, 长径比增大; 氧化铝纳米线的晶体结构与所采用模板的晶体结构一致. 此外, 还采用原子力显微镜(AFM)和SEM对AAO膜的表面形貌及其结构特点进行了详细的观测, 并以此为基础讨论了氧化铝纳米线的形成机理, 认为AAO模板本身存在的花状微结构是形成纳米线的内因, 花瓣间的凹陷部位首先被腐蚀断裂, 形成氧化铝纳米线.     

注压成型仿生纳米结构聚丙烯表面的冷凝微水滴动态行为

选择2种锥形纳米孔结构参数不同的阳极氧化铝（AAO）作为模板,利用注射压缩成型（ICM）技术将AAO模板中的纳米孔结构复制到聚丙烯（PP）表面上,在复制的PP表面上形成了致密且规则排列的锥形纳米柱阵列结构.该结构是一种仿生蝉翼纳米结构.在纳米柱结构的润湿状态能量比和顶部直径与中心间距之比（分别约为0.46和0.26）均明显较小的PP复制物表面,冷凝微水滴呈明亮的球状;在没有外力作用下,冷凝微水滴可通过频繁地合并、跳跃从该表面上移除,表面不断更新,即该表面具有明显的冷凝微水滴自移除（CMDSR）功能,使表面上覆盖的冷凝微水滴维持明显较低的量,而且冷凝微水滴维持较小的直径（不超过40 μm）.该CMDSR功能是在未经低表面能修饰的情况下获得的.研究结果表明,利用ICM技术可快速、批量制备具有CMDSR功能的超疏水高分子材料.