一维有序聚苯胺纳米阵列的制备及电化学储能性能

以导电玻璃FTO为基底电极, 在硫酸溶液中, 分别研究了苯胺单体浓度和恒定电流大小对聚苯胺(PANI)形貌的影响; 同时恒定苯胺单体的浓度和工作电流, 探究了不同类型的质子酸对PANI阵列形貌的影响. 结果表明, 采用恒电流方法可以制备出一维有序PANI纳米线阵列, 而且当苯胺的浓度为0.1 mol/L, 恒电流法的工作电流密度为0.03 mA/cm²时, 所制备的PANI纳米线阵列形貌最佳; 当用HCl, HNO₃和对甲苯磺酸(p-TSA)作为合成PANI的支持液时, 得到树桩状的PANI 纳米结构, 不能得到均一的纳米线阵列结构. 电化学性能测试结果表明, 制备的最佳形貌PANI纳米线阵列的比电容值可达560 F/g; 循环1000周后电容损失率为11%.     

聚苯胺纳米线修饰的DNA电化学传感器的研究

采用电流密度递减的方法在玻碳电极表面修饰聚苯胺纳米线(PAINW), 以SEM对其形貌进行表征, 测得PAINW的尖端直径在80～100 nm之间. 以乙基-(3-二甲基丙基)碳化二亚胺盐酸盐(EDC)为偶联活化剂, 将5'-磷酸基修饰的寡聚核苷酸片断共价固定在聚苯胺修饰的电极上, 一定条件下, 以亚甲基蓝为电化学杂交指示剂, 采用差分脉冲伏安法对杂交信号进行检测, 实现了对特定序列DNA片段的互补、非互补序列的识别.     

铅纳米线阵列的制备

使用电化学沉积方法,在有序的氧化铝模板(AAO)孔洞中制备了铅纳米线有序阵列。用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品的结构、形貌、进行表征和观测。XRD的结果表明所制备的样品为纯的立方面心铅,且纳米线生长沿<220>有很好的取向。FE-SEM的图片清晰地说明铅纳米线阵列是大面积、高填充率和高度有序的。TEM的结果显示纳米线直径均匀、表面光滑且长径比大。     

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。     

一种新的电化学方法制备CdS纳米线阵列

用一种新的电化学方法在多孔氧化铝模板中制备了CdS纳米线阵列体系,并用XRD、TEM对样品进行表征,结果显示CdS纳米线为立方相和六方相的多晶混合结构,对沉积机理进行了讨论.荧光光谱测量显示CdS纳米线阵列体系有三个强的紫外发光带和一个黄绿发光带.该文所使用的方法可以用来在氧化铝模板中制备其它材料的纳米线阵列体系.     

化学沉积法制备Ni-P纳米线与纳米管有序阵列

以多孔氧化铝膜为模板, 在室温下的酸性化学镀镍槽中通过化学沉积法生长出纳米线与纳米管有序阵列. 分别用X射线衍射仪(XRD)与透射电子显微镜(TEM)对纳米线、纳米管阵列进行表征. 并通过对纳米线与纳米管的生长方式进行分析比较, 系统地研究了多孔氧化铝模板的前处理对纳米阵列生长的影响. 结果表明, 生成的纳米线与纳米管均为非晶态的镍磷合金. 室温下镍纳米管的生成主要取决于敏化、活化过程, 而当纳米管的厚度达到一定程度后就不再随时间变化.     

湿化学法制备硅纳米线阵列及其光电化学产氢性能分析

为了探究不同方法条件下制备的硅纳米线阵列电极产氢性能异同,文中分别采用了两步金属辅助催化无电刻蚀法、一步金属辅助催化无电刻蚀法以及阳极氧化法来制备硅纳米线阵列用作为光电分解水电池光阴极材料.通过FESEM、XRD和UV-Vis-IRDRS等手段对实验样品的形貌、晶型、减反性表征,发现相比于其他2种方法所得硅纳米线样品,两步金属辅助催化无电刻蚀法制备的硅纳米线结构晶型保持更好,表面缺陷更少.光电化学测试表明两步金属辅助催化无电刻蚀法制备的硅纳米线光电化学性能表现最优,其光电流密度值是一步法的4倍,阳极氧化法的40倍;转移电荷电阻仅是一步法制备的硅纳米线阵列阻值的1/3,阳极氧化法制备的1/1000.     

湿化学法制备硅纳米线阵列及其光电化学产氢性能分析

为了探究不同方法条件下制备的硅纳米线阵列电极产氢性能异同,文中分别采用了两步金属辅助催化无电刻蚀法、一步金属辅助催化无电刻蚀法以及阳极氧化法来制备硅纳米线阵列用作为光电分解水电池光阴极材料。通过FESEM、XRD和UVVis-IR DRS等手段对实验样品的形貌、晶型、减反性表征,发现相比于其他2种方法所得硅纳米线样品,两步金属辅助催化无电刻蚀法制备的硅纳米线结构晶型保持更好,表面缺陷更少。光电化学测试表明两步金属辅助催化无电刻蚀法制备的硅纳米线光电化学性能表现最优,其光电流密度值是一步法的4倍,阳极氧化法的40倍;转移电荷电阻仅是一步法制备的硅纳米线阵列阻值的1/3,阳极氧化法制备的1/1 000。     

Fe-Co-Ni合金纳米线有序阵列的模板合成与磁性

以二次阳极氧化的氧化铝膜为模板，用电化学沉积的方法成功地合成了Fe-Co-Ni三组份有序纳米线阵列.扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜(TEM)观察表明纳米线表面光滑、有序、高长径比；磁性测量表明,其矫顽力较同组份的膜材料有较大的提高.将样品在惰性气体氛围中不同温度下退火，随着退火温度增加，其纵向矫顽力有一个极值，而对应的横向矫顽力没有类似的变化，关于这一现象的机理,本文进行了初步的讨论. 图5参15     

聚苯胺颗粒电极的制备与其电化学行为

采用循环伏安法,以含苯胺(An)的硫酸溶液为电解质,采用循环伏安技术在Pt微盘电极上得到随机、不连续沉积的聚苯胺(PAn)微颗粒和PAn膜.实验结果表明:H2SO4浓度、苯胺浓度、电位扫描上限和扫速对电化学合成随机、不连续沉积的PAn微颗粒具有重要影响.不连续随机沉积的PAn微颗粒电极与PAn膜电极在锂离子(Li-ion)电池电解质溶液中的行为有明显差异,不连续随机沉积的PAn微颗粒电极可以清楚地得到氧化还原电流峰,而PAn膜电极无法形成清晰的氧化还原电流峰.采用较缓慢扫描速度更有利于形成良好"结晶"的不连续PAn颗粒电极,该种电极可以同时具有高比能量和可逆性能.     

柔性硅纳米线阵列的制备及光催化性能研究

硅纳米线阵列是利用太阳能解决能源和环境问题的重要材料,然而,可用于柔性器件和生物相容性器件的柔性硅纳米线阵列的制备方法非常有限。本文通过化学气相沉积,以及高分子转移的方法,成功制备了具有不同高分子层厚度的柔性硅纳米线阵列,并研究了高分子层厚度对柔性硅纳米线阵列光催化性能的影响。结果表明,高分子层厚度越小,柔性硅纳米线阵列的光催化性能越强。因此,利用本文提出的制备方法得到的高分子层厚度低至5 μm的柔性硅纳米线阵列,具有作为高效柔性太阳能电池和全光解水系统光电极的潜力。同时,该研究结果也为设计具有高效光能转换能力的柔性纳米线阵列提供了重要依据。     

Fabrication of Aligned Polyaniline Nanofiber Array via a Facile Wet Chemical Process

In this work, we demonstrate for the first time a template free approach to synthesize aligned polyaniline nanofiber (PN) array on a passivated gold (Au) substrate via a facile wet chemical process. The Au surface was first modified using 4‐aminothiophenol (4‐ATP) to afford the surface functionality, followed subsequently by an oxidation polymerization of aniline (AN) monomer in an aqueous medium using ammonium persulfate as the oxidant and tartaric acid as the doping agent. The results show that a vertically aligned PANI nanofiber array with individual fiber diameters of ca. 100 nm, heights of ca. 600 nm and a packing density of ca. 40 pieces·µm⁻², was synthesized.

     

砂磨法制备聚苯胺及其电化学性能的研究

首次采用砂磨法制备了导电态聚苯胺(PANI), 通过循环伏安和电导率的测试分析, 探讨了转速(N)、反应时间(t)、盐酸(HCl)浓度、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)浓度和过硫酸铵(APS)浓度对产物氧化还原性及导电性能的影响|并采用红外光谱(FT-IR)对产物结构进行了表征. 结果表明: 当N为400 r/min, t为2 h, HCl与苯胺(An)的摩尔比(n_HCl/n_An)为4∶1, SDBS与An的摩尔比(n_SDBS/n_An)为1∶1, APS与An的物质的量比(n_APS/n_An)为0.8∶1时, 产物的各项性能达到最佳值|且砂磨法与乳液法制备的PANI结构相符, 电化学性能接近, 但是砂磨法的生产成本和环保优势十分显著(砂磨法的反应时间仅为乳液法的1/3, 用水量仅为乳液法的1/2).     

聚苯胺纳米颗粒的制备及其电化学性能

以乙醇和水为混合溶剂,采用氧化法制备了纳米尺度的聚苯胺颗粒。采用扫描电镜、红外光谱、循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等测试手段对其结构和电化学性能进行了测试。研究了混合溶剂的比例对产物电化学性能的影响。结果表明：聚苯胺颗粒大小为50～100 nm;以制备的聚苯胺纳米颗粒为活性物质,在1 mol/L的H2SO4电解液中,当...     

碳纸负载电极在乳液法合成聚苯胺电化学性能分析中的应用

首次采用碳纸负载聚苯胺(PAn)为工作电极,探讨了反应时间对乳液法合成PAn电化学性能(循环伏安、交流阻抗及塔菲尔曲线)的影响,并通过对产物电导率、产率及特性粘度的对比分析,印证了产物电化学性能的表征结果.实验结果表明,循环伏安曲线均能有效表征出PAn的三对氧化还原特征峰,交流阻抗曲线均出现一个几乎完整的半圆;且产物的循环伏安、交流阻抗、塔菲尔、产率及电导率随反应时间的变化趋势一致,在反应5h时,PAn的各项性能指标较好.结果显示,利用碳纸作为负载电极,可以对乳液法合成PAn的电化学性能实施有效的实时表征.     

银纳米颗粒/聚(乙撑二氧噻吩)修饰的硅纳米线阵列的合成及可见光催化性能研究

硅纳米线阵列由于其较强的光吸收能力及硅材料的丰富储量,被认为是最具大规模应用潜力的可见光光催化剂.针对硅材料在水相环境中不稳定这一瓶颈问题,本文提出了对硅纳米线阵列"先稳定、再活化"的修饰策略.通过在硅纳米线表面修饰聚(乙撑二氧噻吩)使其稳定,之后再修饰银纳米颗粒以提高光催化效率,得到了高效、稳定的可见光光催化剂.并通过研究聚(乙撑二氧噻吩)的厚度及银纳米颗粒的担载量对光催化剂性能的影响,得到了最佳的修饰条件.     

多壁碳纳米管结构与其电化学容量之间关系的研究

采用化学气相沉积法,通过改变催化剂的成分、碳源、反应和后处理条件来制 备不同管径、管长、石墨化程度的多壁碳纳米管。经电化学容量性能测试、透射电 子显微镜观察和N_2吸附等结构表征,发现管径分布为30.0～40.0 nm、管长越短、 石墨化程度越低、比表面积越大、孔容越大的多壁碳纳米管具有更好的电化学容量 。     

ZnO纳米线的电化学制备研究

High-quality ZnO nanowires have been synthesized at relatively low temperature via one-step electrochemical anodization technique. In this method, Zn sheet acted as the anode and Pb sheet served as the counter electrode, and the complex solution of HF-C₂H₅OH-H₂O was used as electrolyte. ZnO nanowires were characterized by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FE-SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Selected Area Electron Diffraction (SAED) and X-ray Diffraction (XRD). The results show that the nanowires were wurtzite crystalline ZnO, and the ZnO nanowires with the diameters of 70 nm and 30～40 nm were obtained by adjusting preparation conditions, respectively.     

纳米TiO2/聚苯胺复合膜电极的制备及其电化学性能

采用1mol·L-1硫酸作为介质,扫描速度为100mV*s-1,扫描电位为-0.2V～0.8V,用循环伏安法在纳米二氧化钛(Nano-TiO2)膜电极上实现了苯胺(Aniline)的电化学聚合,并对制得的Nano-TiO2/聚苯胺复合膜的电化学性质进行了研究.结果表明在峰电位(Ep)为0.28V处有一个明显的氧化峰,在Ep为 0.54V,0.08V,-0.06V处分别有一个还原峰,经长时间扫描,氧化峰电流可达到50mA·cm-2,具有工业应用价值.同时实验也表明,复合膜的生成、Ip的大小受溶液浓度、扫描速度以及扫描电位的影响.