ZnO/PPy异质纳米复合材料的制备、表征及其气敏特性

室温下, 采用原位聚合法, 以吡咯(PY)为单体, 氯化铁(FeCl₃·6H₂O)为氧化剂, 在塑料基片上聚合生长了聚吡咯(PPy)纳米微球. 然后在聚吡咯基片上生长ZnO种子, 将表面种有ZnO种子的PPy元件置于六次甲基四胺与硝酸锌的混合溶液中, 90 ℃水浴中, 在PPy微球上生长了ZnO纳米棒, 合成了PPy/ZnO异质纳米复合材料. 分别通过X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对PPy/ZnO异质纳米复合材料的结构和形貌进行了表征. 制备了塑料基的PPy/ZnO异质纳米复合材料气体传感器, 在室温下, 对10×10^-6-150×10^-6 (体积分数)浓度范围的氨气进行了气敏测试, PPy/ZnO气敏元件对氨气响应的灵敏度基本呈线性关系, 且对甲醇、丙酮、甲苯等有机气体表现出很好的选择性. 最后, 对PPy/ZnO异质纳米复合材料的形成机理进行了简要分析.     

聚吡咯/聚苯胺二元复合纳米管及其热电性能

以甲基橙为软模板,六水合三氯化铁为催化剂,在水溶液中通过沉淀聚合法制备了管径为20～180 nm的聚吡咯(PPy)纳米管;以聚吡咯纳米管为基体,通过原位聚合制备了聚吡咯/聚苯胺(PPy/PANi)二元复合纳米管.研究发现,在PPy/PANi二元复合纳米管中,PANi均匀地包覆在PPy纳米管表面,并形成有序堆积,PPy与PANi间存在强烈的π-π共轭作用与氢键作用,当PPy与PANi单体摩尔比为1∶2时,PPy/PANi二元复合纳米管的功率因子在363 K时达到0. 74μW/(m·K²).     

磺化聚芳醚酮砜/聚吡咯复合型直接甲醇燃料电池用质子交换膜的制备与性能研究

以高磺化度的磺化聚芳醚酮砜(SPAEKS)和吡咯(Py)为原料,通过原位聚合的方法制备了含有不同吡咯含量的SPAEKS/PPy复合膜.红外谱图表明SPAEKS聚合物中的磺酸基团与聚吡咯(PPy)中的亚氨基基团之间形成了强烈的相互作用.扫描电镜照片显示PPy能够均匀地分散在SPAEKS聚合物基体中,没有发生团聚现象.通过对复合膜的性能测试发现PPy的引入提高了复合膜的热稳定性,降低了复合膜的吸水率,改善了其水溶胀性.同时膜中水的脱附系数下降,提高了膜的保水能力.SPAEKS/PPy-3复合膜的甲醇渗透系数达到了1.18×10-7cm2/s,明显低于纯SPAEKS膜的8.52×10-7cm2/s,而其质子传导率虽有所降低,但在25℃和80℃仍然分别达到了0.039S/cm和0.061S/cm,能够满足质子交换膜对质子传导率的要求.研究结果表明,聚吡咯与SPAEKS中磺酸基的摩尔比为0.99的复合膜有望在直接甲醇燃料电池中得到应用.     

氢键诱导的聚吡咯/苯磺酸功能化多壁碳纳米管的制备及其电化学行为

采用原位芳基重氮化反应对碳纳米管进行苯磺酸功能化, 进而制备了聚吡咯/苯磺酸化碳纳米管复合材料(PPy/f-MWCNTs), 通过透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)测试发现, 氢键诱导使聚吡咯成功地包覆在碳纳米管表面. 循环伏安和恒流充放电测试结果表明, 复合材料具有良好的电化学电容性能, 当聚吡咯与苯磺酸化碳纳米管质量比为1:1时, 复合材料在1.0 A·g-1的电流密度下的比容量达266 F·g-1, 而且聚吡咯利用率比未功能化聚吡咯/碳纳米管(PPy/p-MWCNTs)和纯聚吡咯(PPy)提高了1倍以上.     

导电聚吡咯纳米线的电化学无模板法可控合成与表征

以β-萘磺酸(NSA)为掺杂剂,采用电化学无模板法制备了聚吡咯(PPy)纳米线.研究了NSA浓度、吡咯(Py)单体浓度及反应温度对PPy纳米线形貌的影响.分别采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和拉曼光谱对PPy纳米线的结构形貌和化学结构进行了表征.结果表明,利用电化学无模板法可得到中空的PPy纳米线;NSA浓度会影响PPy纳米线的取向性;增大Py单体浓度,可制得圆锥状PPy纳米线;低温有利于合成形状细长、紧密堆积的PPy纳米线.PPy纳米线形貌受游离Py浓度及Py-NSA胶束数量影响,通过调节NSA浓度、Py浓度及反应温度改变游离Py浓度及Py-NSA胶束数量,可制得不同形貌的PPy纳米线.     

不同状态下聚吡咯膜的电化学阻抗

用恒电流法分别聚合了掺杂对甲苯磺酸根(pTS-)和十二烷基磺酸根(DS-)的聚吡咯膜(PPy/pTS和PPy/DS),通过循环伏安法(CV)和电化学阻抗法(EIS)测试了聚吡咯膜在NaCl溶液中‘过电位’电化学过程前后及不同电位下聚吡咯膜的电化学性能.同时,通过嵌入和脱出Na+和Cl-离子的聚吡咯膜在特定溶液中电化学阻抗图谱,研究了离子的嵌入对聚吡咯膜电化学性能的影响.结果表明‘过电位’现象可以提高聚吡咯膜的离子电导率和膜电容,Cl-离子的嵌入能提高PPy/pTS的电导率,而Na+离子的嵌入对聚吡咯膜的电导率影响不大.另外,嵌入离子对聚吡咯膜形貌的改变会对聚吡咯膜的离子传导率有一定影响,从而导致膜的电化学阻抗的变化.     

聚吡咯/纳米SiO_2复合材料的制备及氧化性能

采用化学氧化法制备聚吡咯/纳米Si O2(PPy/n Si O2)复合材料,通过扫描电子显微镜和红外光谱对其进行表征,并将其应用到对苯二酚的氧化反应中.结果表明,PPy/n Si O2复合材料中,PPy较均匀地负载在纳米Si O2表面.在弱酸性介质中,PPy/n Si O2对对苯二酚具有很好的氧化性能.反应2 h内,对苯二酚的氧化过程符合表观一级反应动力学.结合紫外-可见光谱法分析表明,聚吡咯通过与对苯二酚之间的氢键相互作用形成聚吡咯活性中间体,将对苯二酚氧化为对苯醌,聚吡咯具有氧化剂和催化剂的双重功能.     

聚合电流对锂/聚吡咯电池正极电化学行为的影响

在Pt微盘电极上用恒电流技术在电流密度为0.05-10 mA·cm-2范围合成了1 滋m厚度的聚吡咯(PPy)膜. 采用循环伏安(CV)、计时电势、交流阻抗(EIS)技术考察了不同聚合电流下得到的聚吡咯的电化学行为. 结果表明, 最佳聚合电流区间为1-5 mA·cm-2, 对应的电势一般在3.9-4.1V (vs Li/Li+)之间, PPy的掺杂度为30%左右. 在这一聚合电流密度范围得到的PPy具有较大的电化学容量, 较佳的电化学反应可逆性能、较高的氧化还原电势数值和稳定性能. 处于氧化态的聚吡咯具有优良的导电性. 上述条件下得到的PPy适合于作为锂离子二次电池的正极材料. 适当选择电流, 可以得到有相对完整的共轭仔键的长链结构的PPy 膜.     

静止原位复合法制备聚吡咯/TiO2纸及其催化性能

以滤纸为模板制备出类似纸状结构的二氧化钛光催化材料之后, 用吡咯对二氧化钛纸(TP)进行静止原位复合, 制备出修饰过的二氧化钛复合材料(PPy/TP). 利用红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见光谱仪等对催化剂进行了表征. 通过对甲基橙的降解, 考察了聚合反应时间及聚吡咯改性对TiO₂光催化性能的影响. 结果表明: PPy/TP是由PPy改性过的二氧化钛带编制而成, 呈类似纸状的结构|经过改性后的二氧化钛纸降低了禁带宽度|在太阳光下, PPy/TP的催化活性明显比TP高, 其中聚合时间为40 min的PPy/TP复合物呈现最高催化效率.     

表面活性剂对导电聚吡咯性能的影响

采用十六烷基溴化铵（CTAB）、十二苯磺酸（DBSA）、十二烷基硫酸钠（SDS）3种表面活性刘为软模板,过硫酸铵为氧化剂,在0℃冰水浴条件下制备导电聚吡咯。通过改变表面活性剂的种类和用量,考察其对聚吡咯形貌和性能的影响。用FTIR、XRD、SEM等对聚吡咯材料进行表征。研究表明：表面活性剂和PPy存在一定程度上的相互协同作用,添加表面活性剂能够直接调整聚吡咯分子的形貌;掺杂DBSA、SDS可合成球状结构聚吡咯,掺杂CTAB可合成棒状结构的聚吡咯,并且当”（PPy）：n（CTAB）-5时,合成的聚吡咯导电性能最好。