PANI-CNTs复合材料的制备及其在对称型全固态超级电容器中的应用

超级电容器寿命长、安全性高,并可以实现快速充放电,是化学电源研究的热点之一。文章通过简单的化学原位聚合法将聚苯胺(polyaniline,PANI)与碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)进行复合,得到聚苯胺纳米管(PANI-CNTs)复合材料。利用场发射扫描电子显微镜(field emission scanning electron microscope, FESEM)对其形貌和结构进行表征。循环伏安(cyclic voltammetry,CV)曲线、恒电流充放电(galvanostatic charge-discharge, GCD)曲线和循环寿命测试结果表明,纳米复合电极材料在三电极体系中,电流密度为1 A/g时,比电容高达690 F/g,3 000次循环后仍保持初始电容80%,在组装成柔性器件后,保留了优异的电化学性能,并展现出卓越的柔性机械性能。     

高压下聚苯胺的结构和电性能研究

 以金刚石压腔高压装置为工具，用Ⅱ型金刚石作压砧兼红外窗口，对本征态聚苯胺进行了高压（0~8.4 GPa）就位红外光谱测试。结果表明：在4.8~5.2 GPa压力区间，代表醌环振动的吸收峰相对代表苯环振动的吸收峰变小，表明聚苯胺在此压力区间结构上发生了显著变化，且这种变化是不可逆的。聚苯胺的高压（0~14.5 GPa）电阻测量结果表明：当压力小于7.5 GPa时，电阻随压力升高而显著降低，据此认为聚苯胺为电子性导电物质；在7.5 GPa处电阻出现极小值，然后又缓慢升高，至10 GPa后基本不变。推测聚苯胺电阻极小值是由结构变化引起的。至于红外光谱与电阻测量结果反映聚苯胺结构变化的压力值不一致，可能是由于测试条件不同所致。     

聚苯胺的掺杂反应

系统地论述了聚苯胺的４种掺杂反应（质子酸掺杂，碘掺杂，光助氧化掺杂和离子注入还原掺杂），指出了聚苯胺的结构形式与掺杂途径的对应关系。发现全还原型聚苯胺可进行氧化（ｐ－型）掺杂；全氧化型聚苯胺可实现还原（ｎ－型）掺杂；只有处于中间化态时才显示出独特的“质子酸掺杂”现象。     

低电流密度下恒电流法制备的聚苯胺修饰电极

研究了低电流密度下恒电流法制备的聚苯（ＰＡ）修饰电极的性质及其影响因素，探讨了低电流密度聚合的ＰＡ膜的优点。发现此种条件下聚合的ＰＡ膜具有较好的电荷传输能力，它不仅对Ｂｒ＾－，Ｔｌ＾＋／Ｔｌ等电对的氧化还原反应有更好的电催化活性，而且对Ｈ＾＋的Ｎｅｒｎａｓｔ响应也更接近理论值。     

氧化还原酶催化合成芳香聚合物的研究进展

主要概括了近年来以典型的氧化还原酶包括辣根过氧化物酶，大豆过氧化物酶和漆酶等催化合成苯酚，双酚，蒽醌类聚合物，苯胺类聚合物，聚苯醚等聚芳香族功能高分子材料的研究进展，并对多酶法与化学酶法的酶促合成作了介绍。     

掺杂态聚苯胺链结构的研究

本文利用FTIR、固体高分辨~(13)C-NMR、共振拉曼光谱及紫外-可见光谱等手段,研究了聚苯胺掺杂前后的结构变化,指出质子酸的掺杂使聚苯胺中的醌亚胺单元和苯二胺单元发生部分的氧化还原反应,生成了具有一定电荷分布的共轭体系。     

二磺酸掺杂高热稳定性导电聚苯胺的合成及性能

以有机二磺酸作为掺杂剂合成了具有高热稳定性的二磺酸掺杂导电聚苯胺。研究了反应时间、温度、酸/苯胺摩尔比等因素对产率、产物的导电率与分子量的影响。利用微波加热的方法测试有机二磺酸掺杂聚苯胺的热稳定性能，结果表明：有机二磺酸掺杂的导电聚苯胺在微波场中升温速率快，并且具有良好的反复升温性能。     

溶剂对固相反应法制备H7PW12O42掺杂聚苯胺的影响

利用固相反应法,分别以微量的水和乙腈作为溶剂,制备了磷钨酸(H7PW12O42)掺杂聚苯胺,并以红外光谱(FTIR),电子扫描显微镜(SEM),X射线衍射(XRD),循环伏安(cyclic voltamogram)等测试方法对聚苯胺进行了表征。结果表明,固相反应法合成的聚苯胺分子链排列有序,晶化率较好,并且表现出有较好的电化学稳定性。而以微量的乙腈作为溶剂通过固相反应法得到的磷钨酸掺杂聚苯胺在颗粒形貌、结晶性、导电率等方面均优于相同条件微量的水作为溶剂时的掺杂聚苯胺。     

聚苯胺碳纤维针型复合微PH传感器

由电聚合法用聚苯胺修饰碳纤维电极作为ＰＨ敏感电极。 把Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６／Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６体系填入医用注射针头内成为参比电极。把经聚苯胺修饰的碳纤维电极安置入该针型参比电极内构成复合针型微ＰＨ传感器。该传感器成功地应用于在体ＰＨ测定以及水果内微区ＰＨ测定。     

由聚苯胺粒子组成的电流变液的研究

由经碱处理的掺杂态聚苯胺（ＰＡｎ）制得高介电常数的半导体ＰＡｎ粒子，将其悬浮于电绝缘油可组成电流变液，讨论了电流变（ＥＲ）液的静态屈服应力（τ＿ｓ），电流密度等性能与ＰＡｎ的介电常数（ε＿ｐ），导电率（σ），体积分数和应用电场强度的关系。对导电率相同的ＰＡｎ粒子，用氨水处理的ＰＡｎ粒子ε＿ｐ较用ＮａＯＨ液处理的高，前者在σ足够低如σ≤１．０×１０￣（－７）／ｃｍ时，ＥＲ液的τ＿ｓ随偶极系数的平方（β￣２）的增大而呈现非线性增加；后者ＥＲ液的τ＿ｓ随β￣２的增大出现一最大值．结果表明：由聚苯胺粒子可组成高电流变活性的无水ＥＲ液．