两相溶液法制备有机质子酸掺杂Py-MMA共聚物及其导电与溶解性能研究

采用4种有机质子酸为掺杂剂,氯化铁为氧化剂,通过化学氧化法制备了有机质子酸掺杂聚吡咯(PPy)。在两相溶液中制备了吡咯-甲基丙烯酸甲酯(Py-MMA)共聚物,研究了掺杂剂含量、氧化剂含量、单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)含量、反应温度等因素对Py-MMA共聚物电导率及溶解性能的影响。结果表明,有机质子酸掺杂PPy可有效提高PPy的电导率。当以对甲苯磺酸(TsOH)作掺杂剂,掺杂剂与吡咯(Py)、氧化剂与Py单体物质的量之比均为1∶3、反应温度为5℃、反应时间为12 h时,所制得的有机质子酸掺杂PPy的导电性能最好。与PPy相比,Py-MMA共聚物的溶解性能得到明显提高。当MMA、K_2S_2O_8、Py、TsOH物质的量之比为2∶3∶6∶4,反应温度为40℃,反应时间为4 h时,所制得的Py-MMA共聚物的溶解性能最佳,70℃时其在乙酸乙酯中的溶解度为5.56 g,表面电阻率为0.76Ω·cm。     

化学氧化法合成聚吡咯膜导电性的研究

采用化学氧化法直接在玻璃表面制备了导电聚吡咯膜（PPy）。利用四探针技术测试了材料的电导率,对影响其电导率的因素进行了讨论,并对其导电机理进行研究。结果表明,氧化剂用量、反应温度、反应时间、掺杂剂的种类等对最终所得材料的导电性能及结构形态有较大的影响。以苯磺酸钠作掺杂剂,FeCl3/Py摩尔比为1∶0,冰浴条件下所得材料电导率最高,为58.82S/cm。     

掺杂对甲基苯磺酸对聚苯胺导电性能的影响

以过硫酸铵((NH4)2S2O8)为氧化剂、对甲基苯磺酸(TSA)为掺杂剂并提供反应所需酸性条件,采用乳液聚合方法合成聚苯胺乳液,抽滤并真空干燥后产物成墨绿色粉末.采用正交实验方法探索了聚苯胺合成的最优条件,并对其各个影响因素对聚苯胺电导率的影响规律进行了逐一分析.发现聚苯胺的导电性能随着氧化剂浓度增大先增大后减小,随酸的浓度增大而增大.另外其电导率也受氧化剂与苯胺比例和酸与苯胺比例的影响,前者比例增加电导率先增加后减小,后者比例增加电导率先减小后增加.结果制备出电导率在1.00×10-2S/cm的掺杂聚苯胺.     

磁场环境下聚苯胺的合成与性能研究

在不同磁场强度下,用苯胺单体（An）和氧化剂过硫酸铵（APS）,掺杂剂磺基水杨酸（SSA）,乳化剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）合成了导电聚苯胺（PAn）。研究了氧化剂和掺杂剂用量对PAn掺杂率和电导率性能的影响;并采用红外光谱、X射线衍射、粒径分析、腐蚀电位曲线表征了PAn结构与性能的关系。结果表明：磁场对苯胺聚合的影响是正向的,磁场能减少掺杂剂的用量、提高产物的电导率;在乳化剂n（SDBS）/n（An）=0.45,氧化剂n（APS）/n（An）=0.8,掺杂剂SSA 0.3 mol.L^-1时,合成的PAn电导率最大;在磁场环境中合成的PAn导电性、粒径、防腐性、规整性等各方面与无磁场作用的产品相比均具有明显的优势。     

掺杂剂浓度对聚吡咯/棉织物心电电极性能的影响

以吡咯(Py)单体为原料、过硫酸铵(APS)为氧化剂、1,5-萘二磺酸(NDSA)为掺杂剂,采用化学氧化沉积法制备聚吡咯/棉织物心电电极.通过改变掺杂剂浓度制备了织物心电电极试样.利用电化学阻抗谱、循环伏安曲线、开路电压法等,讨论掺杂剂浓度对织物心电电极性能的影响.结果表明,当吡咯浓度为0.04mol/L、过硫酸铵浓度为0.02mol/L时,随掺杂剂浓度的增加,织物电极的方阻和极化阻抗均降低,电化学性能变好,且电极稳定性增加;掺杂剂浓度增至0.004 5mol/L,织物电极方阻可降到1kΩ以下,阻抗值相对较小,电极稳定性较好,心电信号测试质量较高,而掺杂剂浓度继续增加,心电电极性能提高的趋势不明显.     

聚吡咯纳米线的合成及形貌表征

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为软模板,2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPSA）为掺杂剂,在15℃左右,以过硫酸铵为氧化剂,引发吡咯（Py）氧化聚合制备了形貌规整的聚吡咯（PPy）纳米线,其直径约为20～40nm。系统地研究了反应体系中CTAB、AMPSA和吡咯等试剂的浓度对PPy形貌的影响,并初步探讨了PPy纳米线的形成机理。结果表明,试剂浓度的变化对所得PPy形貌影响较小。此研究为制备规整的PPy纳米线开拓了一种快速稳定的方法。     

高电化学性能三维氮掺杂多孔炭/石墨烯的研究

通过在氧化石墨烯(GO)表面原位聚合吡咯(Py)制备了聚吡咯(PPy)/GO复合物(PGO);以PGO为前驱体,经水热过程后,用KOH作为活化剂得到了三维氮掺杂多孔炭/石墨烯(NPCG)网络结构,采用XPS、SEM和N2吸/脱附等手段对其形貌和结构进行了表征;系统地研究了GO与Py的质量比和活化温度对合成的NPCG电化学性能的影响。结果表明:当GO与Py和PGO与KOH的质量比分别为1/15和1/3时,650℃活化温度下合成的NPCG具有优异的电化学性能,当电流密度为1 A/g时,其比容量高达398 F/g;在电流密度为10 A/g条件下,经1000次充放电循环后,其比容量保持率为94%。     

导电聚苯胺纳米纤维的快速制备及其导电性研究

以盐酸为掺杂剂,在苯胺单体氧化合成导电聚苯胺的聚合反应过程中,通过加入N-苯基对苯二胺,可以显著加快聚苯胺的合成反应速度,并提高聚苯胺的产率.经电子显微镜观察发现,生成的聚苯胺呈现出明显的纳米纤维形貌特征,直径约50 nm,长度可达微米.实验表明:聚苯胺的产率和电导率都是随着HCl浓度的增加呈先增大后减小的趋势,浓度1 mol/L的盐酸掺杂下合成的聚苯胺的电导率最大;在苯胺和酸浓度固定时,改变氧化剂过硫酸铵的量也会影响聚苯胺纳米纤维的产率和电导率,n(苯胺)∶n(过硫酸铵)=1∶1时,生成物聚苯胺的电导率最大.     

全钒液流电池用SPFEK／PPy复合膜

为了降低质子交换膜磺化聚芴醚酮（sulfonated poly（fluorenyl ether ketone）,SPFEK）在全钒液流电池应用中的钒离子渗透率,采用吡咯（pyrrole,Py）单体和SPFEK为原料制备了SPFEK／PPy（polypyrrole,PPy）复合膜。在pyrrole中浸渍SPFEK膜通过氧化法聚合Py得到SPFEK／PPy复合膜,根据SPFEK膜在pyrrole中浸泡时间不同,得到一系列SPFEK／PPy复合膜。对SPFEIC／PPy系列膜进行性能表征,发现随复合膜的吸水率提高,导质子率降低,抗钒离子渗透率明显增强。综合各种性能,选择综合性能最好的SPFEK／PPy-1复合膜组装全钒液流电池来评价电池性能。结果表明,相对于纯SPFEK膜,在各个电流密度下,电池的放电时间明显增长,库伦效率均增大了约5％。     

合成气制备工艺和二甲醚合成工艺的集成

在固定床反应器中,用3种典型的天然气造气工艺制备的合成气制备二甲醚,考察了温度、压力、空速等反应条件对催化剂性能的影响．实验结果表明,由于合成气一步法合成二甲醚是一个体积减小的反应,随着压力的增加,CO转化率增加;随着空速的增加,CO转化率降低;随着温度的升高,CO转化率先增加,达到一定值后,逐渐开始下降．分别用丹麦Topscpe甲醇合成催化剂和国产甲醇合成催化剂制备了DME合成催化剂,对其性能进行比较发现,前者具有较好的低温催化性能．用CH4-Air-H2O-CO2转化工艺制备的合成气,即含氮合成气合成二甲醚在适当增加压力的条件下,可取得较高的CO单程转化率和二甲醚回收率,且天然气的消耗量较少．     

双胶束模板合成高结晶度的片状结构聚吡咯

在阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)存在的条件下,以过硫酸铵(APS)为氧化剂,15℃下氧化聚合吡咯得到了具有高结晶度的规整片状结构聚吡咯。研究了体系中表面活性剂浓度对所得聚吡咯形貌的影响,发现当CTAB,SDS,Py单体浓度分别为0.01,0.01,0.03mol/L时所得片状结构产物较规整。初步探讨了具有高结晶度片状结构聚吡咯的形成机理:两种表面活性剂形成CTAB-SDS双胶束,Py单体以其为模板氧化聚合得到了片状结构的聚吡咯。     

溶剂对导电聚吡咯防腐蚀性能的影响

采用循环伏安法分别在含吡咯+NaClO4的乙腈中和水中,在不锈钢表面制备了聚吡咯(PPy)膜.用扫描电子显微镜观察了PPy膜的表面形貌,用四探针法测量了PPy膜的电导率,用动电位极化曲线和电化学阻抗谱研究了在1mol/L H2SO4中PPy膜对不锈钢的防腐蚀性能.结果表明,在两种溶剂中制备的PPy膜都由球状粒子组成,但在水中制备的PPy膜结节较多.在乙腈中制备的PPy的电导率和对不锈钢的防护性能都显著高于在水中制备的PPy.由于乙腈的给电子性较水的小,与吡咯聚合中间体的作用小,链反应较难终止,使得PPy聚合链共轭度长,膜的缺陷少,电导率大,防腐性能好.     

绝缘环氧模塑料表面导电聚吡咯薄膜的化学聚合与表征

电磁波干扰越来越多地存在于我们的日常生活中,许多微电子封装材料需要具备屏蔽电磁波的功能.聚吡咯由于具有良好的导电性能和环境稳定性,表现出优异的电磁屏蔽能力.我们利用化学聚合法在绝缘环氧模塑料封装材料表面制备得到了导电聚吡咯薄膜,用X射线光电子能谱、红外光谱、扫描电子显微镜对聚合物薄膜进行了表征.通过SEM分析表明,经对甲基苯磺酸钠掺杂后,制备得到的聚吡咯薄膜均匀连续、致密平整,用四探针测试仪测得掺杂后聚吡咯薄膜的电导率达到了2.3×103S/m以上.     

Configuration and capacitance properties of polypyrrole/aligned carbon nanotubes synthesized by electropolymerization

Aligned carbon nanombes(ACNTs) were modified with polypyrrole(PPy) via electropolymerization.Because of the large specific surface area and excellent electrical conductivity of ACNTs,continuous electropolymerization was able to be carried out,forming a thick PPy coating on the ACNTs.The resulting nanocomposite possessed a core-shell structure with ACNTs as the core PPy as the shell,and nanoparticles of PPy on the top,and displayed high performance supercapacitance properties.     

蓬莱天然气区酸蚀裂缝导流能力实验研究

采用蓬莱气区沧浪浦组和茅口组碳酸盐岩全直径岩心,钻取和剖切标准岩心构建缝宽1mm裂缝进行室内实验,分析了不同酸压工艺对壁面溶蚀效应的影响,分析了酸液类型、酸液用量、注入级数以及闭合压力对酸蚀导流能力与导流能力衰减率的影响规律,并评价了不同溶蚀壁面粗糙度值对导流规律的影响。研究结果表明: 相比单一酸液1级交替注入,自生酸和胶凝酸组合具有更强的溶蚀效应,非均匀刻蚀程度和酸蚀导流能力更大。对比不同液量的自生酸和胶凝酸组合3级交替注入,随胶凝酸液量的增加,非均匀刻蚀程度增大,初始导流能力增大,初始导流能力衰减率减小;随自生酸液量的增加,非均匀刻蚀程度增大,初始导流能力减小,初始导流能力衰减率增大;随粗糙度值增大,初始导流能力增大,初始导流能力衰减率增大。随闭合压力增大,胶凝酸用量越多和自生酸用量越少,始终保持更大的导流能力。因此该研究成果在优化酸化压裂施工设计和提高现场施工效果方面具有一定的参考价值。     

石墨烯/碱式氯化锌复合材料的制备及电化学性能分析

基于碱式氯化锌优异的半导体性能和石墨烯突出的导电性以及机械性能,利用机械化学法在室温下制备了石墨烯/碱式氯化锌复合材料,探索其电化学性能.循环伏安和恒流充放电测试研究表明:当扫描速率为5mV/s时,比电容最大为30.5F/g;当扫描速率为80mV/s时,电极材料出现极化现象,导致峰凸增加,比电容增大;当充放电电流密度为0.1A/g时,充放电时间最长,且循环性能较好.     

高吸油树脂的合成及对硝基苯的吸附

采用悬浮聚合法合成了丙烯酸系高吸油性树脂。考察了树脂对硝基苯以及对模拟消防废水中硝基苯的吸附性能。研究了吸附树脂量、硝基苯初始浓度、吸附温度、离子浓度、pH等因素对均相含硝基苯的消防水吸附的影响。结果表明:吸附5 h后,对纯硝基苯的最大吸油率为30.5 g/g,吸附10 min后,对硝基苯吸油率达饱和吸油率的50%。当树脂用量为25 g/L时,硝基苯去除率达70%。树脂还具有良好的耐热及耐酸碱性,且离子浓度对吸附率无显著影响,因而能用于多种环境体系。     

Facile synthesis of polypyrrole nanowires for high-performance supercapacitor electrode materials

Polypyrrole nanowires are facile synthesized under a mild condition with FeCl_3 as an oxidant. Polypyrrole nanowires with the width of 120 nm form many nanogaps or pores due to the intertwined nanostructures. More importantly, PPy nanowires were further applied for supercapacitor electrode materials.After electrochemical testing, it was observed that the PPy nanowire based electrode showed a large specific capacitance(420 Fg~(-1), 1.5 Ag~(-1)) and good rate capability(272 Fg~(-1), 18.0 Ag~(-1)), which is larger than that of most of published results. The as-prepared electrode can work well even after 8000 cycles at 1.5 Ag~(-1).     

聚吡咯-Fe3O4纳米复合材料的制备与表征及性能

用共沉淀方法制备出平均粒径在10 nm左右的Fe3O4纳米粒子,然后在阳离子表面活性剂的引导下采用原位化学氧化聚合法,合成出聚吡咯-Fe3O4纳米复合材料.同时对此纳米复合材料的结构和性能进行了研究.结果表明Fe3O4纳米粒子和聚吡咯之间存在着一定的相互作用,从而有利于吡咯单体在Fe3O4纳米粒子的表面发生聚合反应,进而Fe3O4纳米粒子被聚吡咯所包覆.聚吡咯/Fe3O4纳米复合材料同时具有导电性和磁性,其导电性随着Fe3O4纳米粒子含量的增加先增大后减小,磁性则始终随着Fe3O4纳米粒子含量的增加而增大.