ZnO-聚苯胺同轴纳米线及其列阵的制备和表征

以阳极氧化铝膜 (AAO)作模板 ,制备聚苯胺 (PANI)纳米管和PANI纳米管列阵 ;同时利用溶胶_凝胶法制备ZnO_PANI同轴纳米线和同轴纳米线列阵 .PANI纳米管和ZnO_PANI同轴纳米线的形貌通过透射电子显微镜表征 .PANI纳米管的外径约 3 0nm ,内径约 1 0nm ;ZnO_PANI同轴纳米线直径约 60nm .实验发现 ,较之ZnO纳米线 ,同轴AAO模板中纳米线列阵的可见光发射谱带兰移 ,强度显著增强 ,这可能和PANI链上的NH基团与表面Zn2 +离子之间的相互作用有关 ,以及由于ZnO纳米微粒在PANI上富集、PANI的光生载流子部分转移给ZnO微粒所致 .实验还发现分散在NaOH溶液中的同轴纳米线 ,其可见光发射谱带比AAO模板中同轴纳米线的谱带兰移更甚     

聚苯胺在高pH值溶液中的电化学活性

由于聚苯胺(PANI)独特的质子酸掺杂机制, 其在高pH值溶液中会发生去质子化过程, 导致失去导电性和电化学活性, 故普通PANI只有在酸性介质中(pH<4)才具有电化学氧化-还原活性, 这成为PANI应用的一大障碍. 为解决PANI在高pH值溶液中的“失活”问题, 人们提出了各种各样的方法. 从基于质子酸掺杂机理和基于电荷转移机理的两大解决途径入手, 就提高PANI在高pH环境中电化学活性的方法进行了系统综述, 重点评述了自掺杂、高分子酸掺杂和碳纳米管掺杂PANI的制备方法、电化学特性以及提高电化学活性的作用机制, 并指出了提高PANI高pH环境下的电化学活性所存在的难点及今后的研究方向.     

对苯二胺和N-取代衍生物正离子自由基的共振喇曼光谱研究

本文中报道了对苯二胺和四种N-烷基取代衍生物正离子自由基的共振喇曼光谱, 揭示了自由基是具有明显C=C和C=N双键性质的半醌式结构, N原子上给电子基团的取代引起上述化学键振动峰低频移动, 反映出结构一端N上有烷基的自由基中与取代基直接相连的N原子失去一个p电子带正电荷, 并吸引环上的π电子形成一定程度C=N双键. 共振喇曼光谱随激发光波长的变化表明, 自由基的两个可见电子吸收带分别主要产生于环结构的π→π*和包含N原子结构的n→π*电子跃迁。     

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%.     

原位聚合法制备PANI/PET导电织物及其性能分析

在聚酯纤维基材及其织物表面,原位聚合形成厚度约1~2μm聚苯胺包覆层,制得聚苯胺(PANI)/聚酯(PET)导电织物.PANI层优异的导电性能使之成为有广阔发展前景的柔性电磁屏蔽材料.正交试验分析研究了苯胺单体浓度、氧化剂:苯胺摩尔比、掺杂酸浓度、反应时间对PANI包覆层外观形态、与基体结合牢度以及导电性的影响.实验表明:在经适当前处理的PET基材表面,以苯胺单体浓度为0.25mol/L、氧化剂与苯胺摩尔比为1∶1、掺杂酸浓度0.5 mol/L、反应时间60 min、反应温度为0~20℃时制备的PANI/PET导电织物方阻最小,导电性最好;掺杂酸酸性越强,导电性越好.SEM、FTIR及XRD测试表明涤纶织物表面有均匀连续的聚苯胺膜存在.分析表明聚苯胺分子链中氧化结构与还原结构含量基本相等,说明聚苯胺渗入纤维内部,使纤维无定形区面积增加,结晶度减小.     

溴掺杂聚苯胺的导电性能及机理研究

通过化学氧化法制备聚苯胺,对其进行溴和氢溴酸掺杂,聚苯胺(PANI)的电导率比掺杂前提高了11-13个数量级。采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱和X射线光电子能谱分析研究了溴和氢溴酸对PANI的掺杂作用,探讨了掺杂PANI的导电机理。研究表明,不同于氢溴酸对PANI的质子酸掺杂,溴掺杂过程中产生的溴负离子增加了PANI的载流子浓度并形成电子转移复合物,提高了聚苯胺的电导率。     

以含有阿魏酸和没食子酸的PAM纤维诱导制备聚苯胺纳米棒结构材料

为了研究化感物质的缓释载体材料, 分别以含有阿魏酸和没食子酸的聚丙烯酰胺(PAM)纤维诱导, 采用化学氧化聚合法, 以苯胺为单体, 过硫酸铵为氧化剂, 分别合成了阿魏酸、没食子酸掺杂的聚苯胺(PANI)纳米结构材料. 通过红外光谱(IR)、X射线粉末衍射(XRD)以及电子扫描电镜(SEM)对掺杂态PANI的结构和形态进行了表征. 结果表明, 所制备材料确为阿魏酸、没食子酸掺杂的PANI. SEM研究结果表明, PANI的形态表现为纳米棒状, 直径在200~300 nm范围内. 另外, 对纤维中酸含量以及不同氧化剂和苯胺单体摩尔比对PANI电导率的影响进行了探讨.     

H3+nPM012-nVnO40(n=0,1)掺杂聚苯胺功能材料新的制备方法及性质

传统的聚苯胺/杂多酸(PANI/HPA)掺杂材料的化学制备方法是一步法和二步法[1].这两种方法由于使用了质子酸(如HCl)和氧化剂[如(NH4)2S2O8],不可避免地在材料中引入了与杂多阴离子竞争的抗衡阴离子(如Cl-,SO42-),使得掺杂材料的组成复杂,功能性能受到影响.本文用一种新的合成方法,即不用其他质子酸和氧化剂,利用H3PMo12O40@nH2O和H4PMo11VO40@nH2O杂多酸独特的性质--集质子酸和氧化性于一身,将HPA直接与苯胺作用,制备了仅以杂多阴离子为唯一掺杂抗衡离子的PANI/HPA掺杂材料.所合成的材料具有导电性和荧光性.     

不同质子酸掺杂对银/聚苯胺纳米复合材料结构和导电性的影响

利用紫外光作为辅助条件,在反胶束体系中采用一步双原位法合成了硝酸(HNO3)、对甲基苯磺酸(TSA)和5-磺基水杨酸(SSA)掺杂的银/聚苯胺(Ag/PANI)纳米复合材料.通过对复合材料进行红外光谱(FTIR)、紫外光谱(UV-Vis)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和导电性能的测试,研究了不同质子酸对Ag/PANI纳米复合材料结构、形貌和导电性能的影响.测试结果表明,3种酸掺杂制备的Ag/PANI纳米复合材料均为聚苯胺包覆银粒子的核-壳结构.不同的质子酸掺杂会对Ag/PANI纳米复合材料的电性能有重要影响.在3种酸掺杂的复合材料中,TSA掺杂的复合材料的电导率最佳,为215.14 S·cm-1.     

钼硫碘纳米线结构特性和化学改性的理论研究

 采用第一性原理密度泛函理论研究了纳米线结构的钼硫碘材料. 结构的理论模拟结果显示, 钼硫碘纳米线机械性能很高, 且其形变过程中显示出一种特殊的磁滞现象. 形成能、投影态密度以及电荷密度的计算结果显示, 使用电负性接近硫的碳元素可对钼硫碘纳米线化学改性同时不失去其良好的结构性能和电子性能. 该结果为化学改性钼硫碘纳米线材料应用于催化提供了依据. 这些钼硫碘纳米线材料将在纳米电子学、纳米机械学、催化、纳米限域等研究中有潜在应用.     

单分散P(St-BA-AN)/PANI核壳结构复合微球的制备与电性能

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯腈(AN)为单体, 采用乳液聚合的方法制备出单分散苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯腈三元共聚物[P(St-BA-AN)]种子微球, 再在该种子微球表面包覆聚苯胺(PANI), 制得P(St-BA-AN)/PANI核壳结构复合微球. 采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外透射光谱(FTIR)和漫反射光谱等测试手段对所制备的种子微球和复合微球的形态、结构和形成机理进行了研究, 并用四探针法测定了核壳结构复合物的导电性. 研究结果表明, 通过改变种子乳液共聚物的组成和加入苯胺的量及氧化剂的量等条件可调控复合微球的电导率. 与P(St-BA)/PANI核壳结构复合微球相比, 在核组成中引入了氰基的P(St-BA-AN)/PANI核壳结构复合微球的电导率明显提高, 当加入苯胺的量为P(St-BA-AN)种子微球与苯胺单体总质量分数的40%时, 其电导率可达到0.71 S/cm. 红外光谱结果证实了P(St-BA-AN)种子微球中的氰基和壳层中聚苯胺的胺基之间存在某种相互作用, 导致核壳结构复合物电导率的提高.     

The Electrochemical Properties of Nanocomposite Films Obtained by Chemical In Situ Polymerization of Aniline and Carbon Nanostructures

Interactions between the π bonds in the aromatic rings of polyaniline (PANI) with carbon nanostructures (CNs) facilitate charge transfer between the two components. Different types of phenyleneamine‐terminated CNs, including carbon nano‐onions (CNOs) and single‐walled and multi‐walled carbon nanotubes (SWNTs and MWNTs, respectively), were prepared as templates, and the CN/PANI nanocomposites were easily prepared with uniform core–shell structures. By varying the ratio of the aniline monomers relative to the CNs in the in situ chemical polymerization process, the thickness of the PANI layers was effectively controlled. The morphological and electrical properties of the nanocomposite were determined and compared. The thickness and structure of the PANI films on the CNs were characterized by transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), and infrared spectroscopy. TEM and SEM revealed that the composite films consisted of nanoporous networks of CNs coated with polymeric aniline. The electrochemical properties of the composites were investigated by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. These studies showed that the CN/PANI composite films had lower resistance than pure polymeric films of PANI, and the presence of CNs much improved the mechanical stability. The specific electrochemical capacitance of the CNO/PANI composite films was significantly larger than for pure PANI.     

Well-dispersed multi-walled carbon nanotube/polyaniline composite films

Multi-walled carbon nanotube (MWNT)/polyaniline (PANI) composite films with good uniformity and dispersion were prepared by electrochemical polymerization of aniline containing well-dispersed MWNTs. The results of transmission electron microscopy (TEM) show that aniline can be used to solve MWNTs via formation of donor–acceptor complexes. Scanning electron microscopy (SEM), cyclic voltammetry (CV), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) revealed that the well arrangement of PANI-coated MWNTs in these films facilitated improved electron and ion transfer relative to pure PANI films and this may be due to the strong interaction between MWNTs and PANI.     

多级树状纳米结构聚苯胺的电化学制备

建立一种无模板的恒电位电聚合方法,可在室温下制备对甲基苯磺酸（p-TSA）掺杂的多级树状纳米结构聚苯胺（PANI）.根据电聚合曲线分析了PANI的聚合机理.扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）观察表明制备的PANI具有均匀的多级树状纳米结构.紫外可见吸收光谱（UV-Vis）和红外光谱（FTIR）则显示所制备的PANI为掺杂态.该电沉积方法具有简便、易操作的特点,还可应用于其他纳米结构导电聚合物的可控制备.     

聚苯胺钡铁氧体纳米复合材料的制备、表征及性能

采用原位掺杂聚合法, 将聚苯胺(PANI)对粒径在60~80 nm的M型钡铁氧体颗粒(BaFe12O19)进行了包覆, 得到了具有棒状结构的复合材料. 通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段对材料的形貌和结构进行了表征. 结果表明, PANI链段与BaFe12O19颗粒之间存在作用力. 使用振动磁强计和四探针法测定了复合材料的磁性能与电性能后发现, 饱和磁化强度与矫顽力均随聚苯胺含量的增加呈规律性下降趋势, 而电导率呈上升趋势. 复合材料的吸收特性测试结果表明, 该材料反射率小于-20 dB时, 带宽可以达到15.07 GHz. 同时详细地讨论了纳米复合材料的聚合机理及相互作用.     

手性聚苯胺纳米纤维的电化学制备

采用恒电位电聚合法制备了樟脑磺酸(CSA)掺杂的旋光异构性聚苯胺(PANI)纳米纤维. 用扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和圆二色光谱(CD)对PANI纳米纤维的形貌和光学性质进行表征, 结合电聚合溶液胶束平均粒径和ζ电位的测定, 研究了具有旋光异构性PANI纳米纤维的形成机理和具有增强旋光异构性的原因. 所制备的PANI纳米纤维具有无双螺旋结构, 其形貌不随着苯胺浓度的改变而变化. 不同手性樟脑磺酸掺杂制备的PANI纳米纤维具有镜像对称的旋光异构性, 且具有较高的椭圆偏振率. 这种手性PANI纳米纤维的颜色和旋光性均可通过化学掺杂/去掺杂或电化学掺杂改变氧化还原态而呈现可逆变化.     

浸润性可调的导电聚苯胺/聚丙烯腈同轴纳米纤维

聚苯胺(PANI)因其具有可调的导电性、优异的化学稳定性、简单的制备方法等特点, 在化学电源、抗静电涂层、电磁屏蔽材料、抗腐蚀、传感器等领域具有广泛的应用前景[^1~4]. 由于聚苯胺的刚性分子链使得聚苯胺几乎不溶不熔, 难以加工应用, 因此, 将导电聚合物直接制成纳米纤维一直是合成纤维界所希望的目标之一. 此外, 由于材料尺度的减小, 使纳米材料的表面与界面性质,尤其是表面浸润性变得更为突出.浸润性是固体表面的重要特征之一, 它主要由表面的化学组成和微观结构共同决定^[5,6]. 可调的浸润性在超疏水材料、药物传输、仿生材料和微流体等领域具有重要的应用价值^[7~10] , 引起人们广泛关注.     

低温合成樟脑磺酸掺杂聚苯胺微管的电化学电容行为

在低温条件下合成了长约为2-3 μm, 外径约为300-400 nm 的樟脑磺酸掺杂聚苯胺微管. 扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)显示, 生成的聚苯胺微管管径受樟脑磺酸浓度的影响, 高浓度的掺杂剂有利于管状聚苯胺的形成. 采用交流阻抗、循环伏安、恒流充放电等测试技术对不同产物的电化学电容行为进行了研究, 结果表明, 苯胺单体与樟脑磺酸的摩尔比为1:1时所得掺杂态聚苯胺电极具有较好的循环稳定性, 单电极比电容达到522 F·g-1.     

利用模板法制备Ag纳米线

利用阳极氧化铝（AAO）作为模板,制备出高定向的Ag纳米线．Ag纳米线的形貌由环境扫描电镜证实,并通过X-射线能谱（EDX）、X-射线粉末衍射谱（XRD）测试手段进行了表征．