乳液法制备掺杂聚苯胺的微观结构研究

在众多的导电聚合物中,聚苯胺(PAn)被认为是最具应用前景的导电聚合物^[1].本征态PAn的电导率约10^-13S/cm数量级,呈电绝缘性.当用质子酸对PAn掺杂后,电导率达到5～10S/cm,可实现从绝缘体到导体的转变.     

乳液聚合—萃取法制备掺杂态聚苯胺溶液

提出了一种“乳液聚合－萃取”法制备掺杂态聚苯胺溶液的方法。该方法不仅简化了制备步骤，而且减少了有机溶剂的用量从而有利于环境保护。ＳＥＭ，ＵＶ－Ｖｉｓ，ＦＴＩＲ和ＸＰＳ测量表明用该方法所得到的聚苯胺薄膜具有典型的掺杂态聚苯胺的结构特征，证实这种方法的有效性。     

掺杂率对乳液聚合制备聚苯胺结构性能的影响

对乳液聚合的十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂聚苯胺(PAn)进行不同pH值溶液浸泡处理。采用元素分析、红外光谱分析、X射线衍射及热失重分析等手段，研究了不同掺杂率对PAn结构性能以及PAn在普通有机溶剂中的溶解性能和导电性能的影响。结果表明：随DBSA掺杂率的增加，PAn的电导率及其在三氯甲烷中的溶解度增加，带有烷基长链的DBSA使PAn形成以DBSA为间隔的有序层状结构；而且合成的PAn-DBSA热稳定性良好。     

聚苯胺与聚苯甲酰胺的共混研究

在制得可溶性聚苯胺基础上，研究了聚苯胺与聚苯甲酰胺在二甲基乙酰胺（含３．５％ＬｉＣｌ）中的共混溶液行为并绘出其三元相图。研制了不同配比的聚苯胺／聚苯甲酰胺共混膜。测试结果表明，在聚苯胺中混入２０％ＰＢＡ后其拉伸强度可增加２～３倍且其导电率可达７．５Ｓ／ｃｍ。考察了混合比对共混薄膜的导电率和力学性能的影响．ＳＥＭ及Ｘ－衍射结果表明聚苯胺／聚对苯甲酰胺共混物存在着明显的微观相分离．     

共聚物酸掺杂接枝聚苯胺的研究

采用核壳乳液聚合方法合成了以甲基丙酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸丁酯三元共聚物酸为核,聚苯胺为壳的导电高分子复合物。复合物的电导率随着聚苯胺含量的增加而升高。用粒径分析仪、ＴＥＭ、ＦＴ－ＩＲ和ＤＳＣ对复合材料进行了表征。结果表明形成了核壳结构,由于共聚物酸起到了掺杂剂的作用,使制得的复合物能在环己酮、四氢呋喃等普通有机溶剂中有好的溶解性。     

聚苯胺的质子酸掺杂机制的研究

木文用FT-IR、ESR、XPS等研究了聚苯胺的质子酸掺杂机制。结果表明聚苯胺掺杂时的质子化反应优先发生在分子链中的醌亚胺结构单元的氮原子上,并产生了分子内氧化还原反应而形成阳离子自由基。质子所带的电荷由于共轭作用能较好地离域到邻近苯环及对位氮原子上。     

XPS研究聚苯胺的竞争掺杂行为

采用X射线光电子能谱（XPS）方法对不同反应体系下化学合成的聚苯胺（PANI）的结构和掺杂状况进行了研究。发现盐酸（HCl）掺杂的聚苯胺在样品后处理过程中易发生脱掺杂行为;在十二烷基苯磺酸钠（SDBS）和盐酸共存体系下合成聚苯胺时,对阴离子DBS-和Cl-发生竞争掺杂行为。结果表明DBS-与带正电荷聚苯胺链结合,起到了掺杂和诱导聚苯胺可溶性的作用,它的N1s和S2p谱图与单独采用十二烷基苯磺酸（DBSA）掺杂聚苯胺的谱图相似。但SDBS-HCl复合体系比单独采用DBSA体系更为有利。     

聚苯胺改性氮掺杂碳纳米管制备及其超级电容器性能

利用苯胺原位化学聚合合成聚苯胺包覆碳纳米管(CNTs), 再炭化处理制备氮掺杂碳纳米管(NCNTs).激光拉曼(Raman)光谱和X射线光电子谱(XPS)分析及透射电镜(TEM)观察表明, 苯胺包覆碳纳米管经炭化处理后, 得到以碳纳米管为核、氮掺杂碳层为壳, 具有核-壳结构的氮掺杂碳纳米管, 而碳纳米管本征结构未遭破坏. 研究表明, 随着苯胺用量的增大, 氮掺杂碳纳米管的氮掺杂碳层变厚, 氮含量从7.06%(质量分数)增加到8.64%, 而作为超级电容器电极材料, 随着氮掺杂碳层厚度降低, 氮掺杂碳纳米管在6 mol·L^-1氢氧化钾电解液中的比容量从107 F·g^-1增大到205 F·g^-1, 远高于原始碳纳米管10 F·g^-1的比容量, 且聚苯胺改性氮掺杂碳纳米管表现出较好的充放电循环性, 经1000次充放电循环后仍保持初始容量的92.8%~97.1%, 表明氮掺杂碳纳米管不仅通过表面氮杂原子引入大的法拉第电容和改善亲水性使电容量显著增大, 其具有的核壳结构特征也使循环稳定性增强。     

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。     

聚苯胺的化学合成及表征

本工作利用化学方法合成了具有较高电导率的聚苯胺.研究了聚合条件如反应介质的pH值,不同种类的酸及其浓度,氧化剂的用量对聚合的影响.用红外光谱、X-射线衍射、DSC等方法表征了所得的聚合物,并研究了该聚合物的掺杂反应.     

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。     

不同形貌聚苯胺的合成及其在电化学中的应用研究进展

综述了不同形貌聚苯胺(PANI)的合成及其在电化学中的应用研究进展,阐述了PANI形貌的分类及其制备方法,着重介绍了化学氧化聚合法合成不同形貌的PANI,并讨论了苯胺的浓度、氧化剂的浓度、温度、pH值、表面活性剂、掺杂剂等参数对PANI形貌的影响。此外,本文还概述了PANI在超级电容器、传感器、防腐材料等领域的应用。     

不同磺酸掺杂聚苯胺的制备及在超级电容器中的应用

以MnO₂为氧化剂,采用乳液聚合法,用三种不同的磺酸型表面活性剂制备掺杂聚苯胺(PANI)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱以及X射线衍射(XRD)等手段对其结构及形貌进行表征;用所得的掺杂聚苯胺制作电极,组装成对称扣式超级电容器,用循环伏安法(CV)、电化学阻抗(EIS)和恒电流充放电技术进行电化学性能研究。结果表明,磺酸表面活性剂的引入有利于PANI纳米纤维的形成和分散,掺杂Nafion的PANI纤维直径在30-40 nm之间,纤维交织成多孔的疏松结构;当放电电流为0.1 A·g^-1时,以PANI-Nafion、PANI-SDS(十二烷基磺酸钠)、PANI-SDBS(十二烷基苯磺酸钠)为电极材料的超级电容器比容量分别为385.3、359.7、401.6 F·g^-1,均高于未掺杂PANI的比容量(235.8 F·g^-1);其中, PANINafion的循环稳定性最好, 1000次循环后其比容量保持率高达70.7%。     

聚苯胺复合材料的制备方法及应用进展

复合材料是由两种或多种性质不同的物质组成的多元材料,具有比各组分材料更优异的或原来不具备的性能。聚苯胺(PANI)作为最具应用前景的导电高分子材料,国内外对基于PANI的复合材料的研究也愈加关注。本文对PANI复合材料制备方法的研究成果进行了综述,主要包括原位化学法、共混法、电化学法、层层自组装法等。探讨了PANI复合材料在电极、导电、防腐、传感、分离、催化等方面的应用性能,并展望了PANI复合材料今后研究与应用的发展方向。     

聚苯胺纳米复合材料的优良性能

聚苯胺纳米复合材料因结合了聚苯胺和纳米粒子的特殊性能,从而改善了基体的物理化学性能,赋予了材料前所未有的独特的性能,成为目前研究最为广泛的导电高分子纳米复合材料之一.本文基于国内外最新研究文献,结合典型事列详细综述了聚苯胺纳米复合材料在生物传感、催化、电磁、微波吸收和光电等方面呈现出的独特性能,简单评述了其在生物传感、催化、电磁、微波吸收、防腐等领域的应用前景.     

显微共焦拉曼光谱研究电化学合成聚苯胺膜

显微共焦拉曼技术被用来研究电化学合成的聚苯胺（PANI）膜. 研究结果表明：在不同的激发光聚焦深度，聚苯胺膜的拉曼光谱有明显变化.从而反映出聚苯胺膜的掺杂程度在膜生长过程中随膜厚度的增长而增加. 并由X射线电子能谱（XPS）和紫外吸收光谱（UV）分析证实.     

聚苯胺的表面修饰及防腐性能

用八甲基环四硅氧烷(D₄)对聚苯胺(PANI)进行表面修饰, 通过对产物的循环伏安(CV)、 极化曲线(Tafel)以及接枝率的表征分析, 考察了反应温度、 反应时间、 单体用量和pH值对产物的接枝效果、 分散性和腐蚀电位的影响. 同时, 通过循环伏安(CV)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)、 红外光谱(FTIR)、 X射线衍射分析(XRD)和热重分析(TGA), 对PANI表面修饰前后的结构和性能进行了比较. 结果表明, 通过D₄对PANI颗粒表面进行修饰, PANI的分散性、 分散稳定性和和防腐能力得到显著提高.     

Polyaniline nanofibers fabricated by electrochemical polymerization: A mechanistic study

Polyaniline (PANI) nanofibers with interconnected network-like structures were electropolymerized on stainless steel substrates by galvanostatic electrolysis. The samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), UV-visible spectroscopy (UV-vis) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The results show that PANI and gels (mixtures of oligomer, dopant and aniline) form simultaneously during the electrochemical deposition. The gels play an important role in the formation of PANI nanofibers. The PANI formed in the early stage of polymerization is subject to secondary growth along one dimension, since the nucleation sites are suppressed by the wrapped gels. The dendritic degree of PANI nanofibers is related to dopants, and the order is as follows: PANI-H₃PO₄ > PANI-H₂SO₄ > PANI-HNO₃. No nanofibers are obtained using CH₃COOH as dopants due to the high solubility of PANI-CH₃COOH.