聚苯胺/聚吡咯-纳米二氧化硅复合薄膜的合成及防腐性能

采用循环伏安法(CV)在316不锈钢(316SS)表面聚合生成聚苯胺/聚吡咯-纳米二氧化硅(PAni/PPySiO_2)共聚复合薄膜.通过电化学工作站、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等考察了聚苯胺(PAni)、聚苯胺/聚吡咯(PAni/PPy)与PAni/PPy-SiO_2薄膜的电化学聚合过程、分子结构和特征形貌;在3.5%(质量分数)Na Cl水溶液中利用Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)分别考察了PAni,PAni/PPy与PAni/PPy-SiO_2薄膜对不锈钢的防腐性能.结果表明,通过电化学法可以在316不锈钢表面生成PAni/PPy-SiO_2共聚复合薄膜;相对于PAni薄膜与PAni/PPy薄膜,PAni/PPy-SiO_2薄膜有着更密实的表面结构,其对不锈钢的保护能力优于PAni/PPy薄膜和PAni薄膜,纳米SiO_2的掺杂通过加强膜层的机械屏蔽作用并抑制腐蚀反应过程中电荷的传递,提高了薄膜的防腐能力.     

聚吡咯/聚苯胺复合型导电聚合物防腐蚀性能

采用循环伏安法,在含吡咯和苯胺的0.3 mol/L草酸水溶液中制备了聚吡咯/聚苯胺(PPy/Pani)的复合型导电聚合膜。采用红外光谱、极化曲线、自腐蚀电位-时间曲线、扫描电子显微镜和电化学阻抗谱研究了共聚膜的防腐蚀性能。结果表明,在1 mol/L H2SO4中,PPy、Pani与不锈钢基体发生氧化还原反应,促进不锈钢表面发生钝化;当苯胺与吡咯浓度比为1∶3时,制备得到的复合型导电聚合膜所保护的不锈钢自腐蚀电流最小,自腐蚀电位最高,保护时间最长。PPy、Pani及其共聚膜在3.5%NaCl溶液中电化学阻抗谱表明,所制备的PPy、Pani及其共聚物膜与不锈钢基体发生氧化还原反应,使其表面钝化;当Cl-到达不锈钢表面时,破坏钝化膜导致不锈钢腐蚀。     

天然氨基酸水溶液中聚吡咯的电化学合成及其表征

报道了各种天然α-氨基酸水溶液中电化学聚合吡咯获得氨基酸掺杂的聚吡咯.实验表明吡咯在酸性氨基酸电解质中的氧化聚合电位较低,速度较快;而在碱性氨基酸水溶液中几乎无法进行电化学聚合.在电化学聚合过程中,氨基酸既作为支持电解质,又作为对离子被掺杂到聚合物中.该聚吡咯的电导率被测定为0.3～1.0 S/cm,在酸性氨基酸溶液中得到的聚合物电导率明显高于酸性较弱的氨基酸溶液中得到的聚合物,同时聚合物还具有良好的电化学活性和电化学稳定性,在-0.5 V到+0.5 V区间有一对氧化还原峰,该氧化还原峰的形状和特性在100次循环后基本保持不变.通过扫描电镜和透射电镜照片可以看出,不同种氨基酸的掺杂对聚吡咯的形貌具有影响,由于氨基酸的软模板效应,在数种氨基酸水溶液中能制得具有纳米纤维结构的聚吡咯.     

聚ε-己内酯/聚吡咯电纺膜的制备与性能

以吡咯(Py)和聚ε-己内酯(PCL)为原料、氯仿为溶剂,并掺杂一定量的十二烷基硫酸钠制备电纺膜,利用三氯化铁的氧化作用原位生成聚吡咯(PPy).对所得到的PCL/PPy电纺膜用红外光谱进行表征,在扫描电镜和透射电镜下观察纤维形貌,并测定力学性能和体积电阻率.结果表明,所生成的PPy以纳米粒子形式附着在电纺纤维表面,随着Py相对于PCL的质量百分含量由0增加到20%,PCL/PPy电纺膜的纤维直径从(730±341)nm逐渐下降至(325±84)nm;膜的拉伸模量和拉伸强度由不含Py的(25.7±0.8)MPa和(2.48±0.14)MPa分别增加至含有20%Py的(48.4±7.6)MPa和(5.05±0.59)MPa,断裂伸长率由(129±27)%下降至(86.2±9.1)%;体积电阻率降低了2～3个数量级.该PCL/PPy电纺纤维膜以期可作为电活性材料用于功能或生物医用领域.     

季阳离子基团对聚吡咯膜伏安特性的影响

在含有相同阴离子与不同阳离子基团的电解质溶液中用电位阶跃技术制备了聚吡咯(PPy)膜,用循环伏安法于空白溶液中研究了膜的电化学行为。研究结果表明随着阳离子基团增大,制膜时消耗的电量减小,膜的氧化还原电流下降,阴极和阳极峰电位分别向更负和更正的方向移动。扫描电镜显示阳离子基团对PPy膜的沉积过程和形态结构产生了一定的影响。     

过氧化聚吡咯膜修饰微电极的制备及其电化学特性

用电聚合法在铂微盘电极上制备了聚吡咯膜，并将其在电解质水溶液中进行了过氧化处理。所得到的过氧化膜是非电子导体而为离子导体，膜具有多孔笥的特征。该膜具有排有离子的作用，而对大阳离子如多巴胺具有高度的选择性。     

掺杂电活性离子聚吡咯膜内的电荷传输

用循环伏安法和计时库仑法研究了掺杂亚铁氰化钾离子的聚哟咯膜内的电荷传输问题。实验结果表明，聚吡咯膜内的电荷传递可以处理成电子在膜内的扩散模型，电荷传递速度可以 用电子表观扩散系数（Ｄａｐｐ）来表征。Ｄａｐｐ的大小由聚合物膜的结构、电活怀离子之间的过及对离了在膜中的运动决定。     

过氧化聚吡咯膜修饰电极检测肾上腺素研究

报道了肾上腺素(EP)在过氧化聚吡咯膜(OPPy)修饰电极上的电化学行为及其测定方法。过氧化聚吡咯膜(OPPy)修饰电极对EP的氧化还原具有良好的催化作用,并具有较高的选择性。在最佳实验条件下,EP的还原峰电流与其浓度在2×10-7~5×10-4mol.L-1范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.999 9,检出限为8×10-8mol.L-1。将该电极应用于EP实际样品的测定,效果良好。     

纳米尺度TiO2／聚吡咯多孔膜电极光电化学研究

用光电流作用谱，光电流－电势图和ＵＶ－Ｖｉｓ光说研究了ＴｉＯ２／聚吡咯多孔膜电极在不含氧化还原对和含不同氧化还原体系电解质溶液中的光电转换过程。ＴｉＯ２／聚吡咯多孔膜电极双层ｎ型半导体结构，内层ＴｉＯ２多孔膜的禁带宽度为３．２６ｅＶ，外层聚吡咯膜的禁带宽度为２．２ｅＶ。     

间接等离子体聚合制备聚吡咯薄膜

通过吡咯在氩辉光放电气流下游区域的间接等离子体聚合作用制备了聚吡咯薄膜。研究了聚合膜的沉积速率，用ＦＴＩＲ、ＸＰＳ、ＳＥＭ、ＸＲＤ、ＴＥＤ等手段表征了聚合膜的结构和形态。结果表明，聚合膜完整地保留了吡咯单体的共轭结构，显示出较高的导电性，化学掺杂碘以后膜的室温电导率为１０－７～１０－６Ｓ／ｃｍ。     

Electrochemical Study of a Polypyrrole Film/Decanethiol Self-Assembled Monolayer on a Gold Electrode

Cyclic voltammetry and chronoamperometry were used to study the deposition of polypyrrole on a decanethiol self-assembled monolayer modified gold electrode (PPY/SAM/Au). The voltammetric behavior of the PPY/SAM film was investigated in the presence of several different electrolytes. It is found that the SAM shows great influence on the nucleation and growth of the PPY film. The reaction of the SAM and the anions causes the different voltammetric behavior of the polymerization of pyrrole on the modified electrode. Chronoamperometry shows the nucleation and growth of the PPY is initially inhibited but followed by a rapid increase. The SAM also influences electrochemical behavior of PPY film. Experiments show that the SAM can greatly depress the diffusion of anions in the PPY film, and minimize the background capacitance current.     

聚吡咯衍生物的合成及液晶性能

系统论述了新型导电功能性液晶聚合物3-和N-液晶基元取代聚吡咯的合成和液晶行为。指出通过化学氧化聚合、电化学氧化聚合和脱卤缩合聚合可以获得液晶性聚吡咯衍生物。它们均显示热致液晶行为,且多数呈现近晶液晶相,少数呈现向列液晶相,有些具有2种近晶相,有些具有单变液晶性。N-液晶基元取代聚吡咯比3-位取代聚吡咯具有较高的液晶稳定性。较长的亚甲基间隔和极性的介晶基团能够使N-取代聚吡咯具有较大的液晶微区和稳定的液晶相。N-取代液晶聚吡咯在摩擦力的作用下还可以诱发单轴取向。这种热致液晶性聚吡咯衍生物的研究成功有希望克服聚吡咯难以成型加工的巨大障碍。     

不同形貌聚吡咯的制备及其电化学性能研究

以吡咯为单体,用化学氧化法和电化学沉积法分别制备聚吡咯(PPy)纳米粒子和微球。实验表明,PPy-ED微球的比电容要优于PPy-CS纳米粒子,并且PPy微球表现出理想的赝电容行为,可以进行快速可逆的法拉第反应,其原因在于PPy微球分子链规整,具有较大的共轭程度,从而表现出优异的电化学储能性。     

聚吡咯薄膜中茜素红S的电化学特性

利用循环伏安法研究了聚合电位和聚合电量对茜素红S掺杂聚吡咯薄膜修饰玻碳电极性质的影响,考察了不同电位范围内修饰电极的电化学特性.发现在茜素红S的氧化还原过程中存在着茜素红S分子与聚吡咯链的相互作用,且这一相互作用敏感于扫描正电位限.基于实验结果,提出了可能的茜素红S在电极表面聚吡咯膜内的氧化还原机理.     

Fabrication and Properties of Conducting Polypyrrole/SWNT‐PABS Composite Films and Nanotubes

We report the electropolymerization and characterization of polypyrrole films doped with poly(m‐aminobenzene sulfonic acid (PABS) functionalized single‐walled nanotubes (SWNT) (PPy/SWNT‐PABS). The negatively charged water‐soluble SWNT‐PABS served as anionic dopant during the electropolymerization to synthesize PPy/SWNT‐PABS composite films. The synthetic, morphological and electrical properties of PPy/SWNT‐PABS films and chloride doped polypyrrole (PPy/Cl) films were compared. Characterization was performed by cyclic voltammetry, atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy. SEM and AFM images revealed that the incorporation of SWNT‐PABS significantly altered the morphology of the PPy. Cyclic voltammetry showed improved electrochemical properties of PPy/SWNT‐PABS films as compared to PPy/Cl films. Raman Spectroscopy confirmed the presence of SWNT‐PABS within composite films. Field effect transistor (FET) and electrical characterization studies show that the incorporation of the SWNT‐PABS increased the electronic performance of PPy/SWNT‐PABS films when compared to PPy/Cl films. Finally, we fabricated PPy/SWNT‐PABS nanotubes which may lead to potential applications to sensors and other electronic devices.     

Electrocatalytic Reduction of Oxygen at Anthraquinonedisulfonate/Polypyrrole Composite Film Modified Electrodes and Its Application to the Electrochemical Oxidation of Azo Dye

We report here the electrocatalytic reduction of oxygen on thin anthraquindisulfonate (AQDS)/poplypyrrole (PPy) composite film modified electrodes and its application to the electrooxidation of azo dye‐amaranth. The polymer‐coated cathode exhibited good electrocatalytic activity towards oxygen reduction reaction (ORR), and allowed the formation of strong oxidant hydroxyl radical (^.OH) in the medium via Electro‐Fenton's reaction between cathodically generated H₂O₂ and added or regenerated Fe²⁺. The electrochemical behaviors of ORR in various pH solutions were described using cyclic voltammetry (CV), rotating disk electrode (RDE) and chronoamperometric (CA) techniques. The effect of solution pH on amaranth mineralization by the Fe²⁺/H₂O₂ and Fe³⁺/H₂O₂ electrooxidation systems was studied. In addition, the long‐term electrocatalytic activity and stability of the AQDS/PPy composite film during multiple experimental runs were also examined electrochemically.     

聚吡咯/多壁碳纳米管及其聚氨酯导电复合材料的制备和性能

以羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs)做模版剂,采用化学氧化法将吡咯(Py)在羧基化MWCNTs表面聚合制备PPy/MWCNTs导电材料,将其添加到溶剂型聚氨酯(PU)溶液中制备了PPy/MWCNTs/PU导电复合材料,研究了Py用量对PPy/MWCNTs及其PU复合材料性能的影响.研究表明,随Py用量的增加,PPy/MWCNTs的长度不变,管径增大,sp~2和sp~3杂化C含量先提高后减少,N的掺杂梯度降低,PPy/MWCNTs的导电率高于羧基化MWCNTs和PPy.当Py用量为羧基化MWCNTs的20%时,其导电率最大.PPy/MWCNTs中N元素的掺杂程度及其管径变化是引起PPy/MWCNTs/PU复合材料的性能不同的主要原因.增加Py用量,MWCNTs中亲水的羧基因对PPy掺杂而消耗,相同导电材料用量时纳米导电粒子数目相对减少,PPy/MWCNTs/PU复合材料的耐水性能提高,定向应力、储能模量和玻璃化温度降低,导电率先增加后减小.当Py用量为羧基化MWCNTs的15%时,导电率最大.     

电聚吡咯固定化酪氨酸酶电极的制备及性能

在应用恒电位法电化学聚合吡咯的同时 ,将酪氨酸酶固定在导电聚吡咯膜内 ,制成一种灵敏、稳定的酪氨酸电极 .讨论了溶液 pH值和聚合电位对酶固定化的影响 ,对酶分子嵌入吡咯膜前后的SEM图和CV曲线进行了分析、比较 .该电极对甲苯酚响应的线性范围为 5 .0× 10 -8～ 1.0× 10 -6mol/L ,最适 pH值为 6 .6 ,酶反应表观上遵循Michaelis_Menten动力学 ,表观米氏常数为 2 .2× 10 -5mol/L .