导电聚苯胺纳米片的合成与表征

以过二硫酸铵为氧化剂,以H4SiW12O40为质子酸和掺杂剂,通过低温固相研磨法成功合成出H4SiW12O40掺杂的聚苯胺(PANI)纳米片.以红外光谱、紫外-可见光谱、X射线粉末衍射光谱和扫描电镜等手段对杂多酸掺杂PANI纳米片进行了表征.采用标准四探针法对H4SiW12O40掺杂的PANI纳米片进行了测定,测得其电导率为1.5 S/cm.     

固体电解质Li_(1+2x+2y)Al_xMg_yTi_(2-x-y)Si_xP_(3-x)O_(12)系统的合成及导电性能的研究

以LiTi2(PO4)3为基,煤矸石为原料经高温固相反应(900℃)制得系列锂离子固体电解质Li1+2x+2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO12(以下简称Ti-Mg-Lisicon).应用交流阻抗技术测定的电导率数据结果表明x=0.1,y=0.1的合成物室温电导率比较理想为1.30×10-4S/cm,而673 K时x=0.1,y=0.3的合成物的电导率最大,为2.60×10-2 S/cm。X射线衍射分析结果表明在x=0.1,y≤0.7x;=0.2y,≤0.6的组成范围内均得到空间群为R3c的合成物.     

BPEG-MMA的合成及其导电性和流变性

以聚乙二醇(Mr 分别为200,400)和甲基丙烯酸进行单酯化反应,所得单酯再与三溴化磷进行溴化反应合成了一种新的两端具有功能团的不饱和溴化物,即溴代甲基丙烯酸单聚乙二醇酯(BPEG-MMA).研究了溴化反应中反应物物质的量比、反应物浓度、温度对溴代反应的影响.初步研究了产物的电导率和流变性.结果表明:30 ℃时,BPEG(400)-MMA的黏度为0.17 Pa·s,BPEG(200)-MMA的黏度为0.35 Pa·s;30 ℃时前者的电导率达到6.17×10-5 s/cm,后者为1.74×10-3 s/cm.     

新型固体电解质Ce5.9Ga0.1MoO15-δ的溶胶-凝胶制备及其导电性能

采用溶胶-凝胶法和固相法制备了Ce5.9Ga0.1MoO15-δ.通过差热-热重分析、X射线粉末衍射、X射线光电子能谱和交流阻抗谱等手段对其进行结构表征和导电性能测试.结果表明:Ga的掺杂可增加氧离子空位浓度,改善母体的电导率;测试温度为800℃时溶胶-凝胶法合成Ce5.9Ga0.1MoO15-δ的电导率为6.5×10-3S/cm,高于固相法制备材料的电导率(1.8×10-3S/cm).     

化学氧化法制备条件对聚噻吩导电性能的影响

采用化学氧化聚合法,以氯仿为溶剂、无水氯化铁为氧化剂,制得了聚噻吩样品,使用傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见漫反射光谱仪和高阻计对样品结构和电导率进行了分析测试,考察了噻吩浓度(0.05~0.20mol/L)、反应时间(1~12h)、反应温度(-32~0℃)、氧化剂与噻吩摩尔比(2~5)、后处理方式对聚噻吩样品电导率的影响。研究表明:上述条件均会影响聚噻吩的聚合程度和连接方式,进而影响其电导率。当噻吩浓度由0.05mol/L增至0.20mol/L时,样品电导率从10~(-13) S/m降至10~(-8) S/m;反应时间为3h所得样品的电导率最大,为10~(-10) S/m;当反应温度在0~-32℃时,其电导率均在10~(-13) S/m数量级;氧化剂与噻吩摩尔比n(FeCl_3)/n(Th)的增大会使其电导率增加(10~(-13)~10~(-10) S/m);反应结束后直接对反应物进行过滤洗涤得到的样品比室温挥发完溶剂再洗涤得到样品的电导率高五个数量级。综合聚噻吩的电导率和原料成本,选定噻吩浓度为0.10mol/L、反应时间为3h、反应温度为0℃、n(FeCl_3)/n(Th)=2,对反应物直接过滤洗涤为最佳制备条件,该条件下所得聚噻吩样品的电导率高达2.49×10~(-8) S/m。     

3-丙烯酰氧甲基-和3-[2-甲氧基(三乙氧基)]甲基-3′-甲基氧杂环丁烷共聚物的合成及导电性能

通过阳离子开环聚合制备了一系列不同比例的3-丙烯酰氧甲基-3′-甲基氧杂环丁烷(AMO)和3-[2-甲氧基(三乙氧基)]甲基-3′-甲基氧杂环丁烷(MEMO)的共聚物PAM.通过1H-NMR谱图计算发现:AMO结构单元在共聚物中所占的比例均低于根据投料比计算的理论值.把这些共聚物和LiTFSI复配后通过BPO引发自由基聚合可交联成膜,利用交流阻抗法测试了其离子电导率,其中MEMO含量最高的PAM33电导率最高,30℃时达1.44×10-5S/cm,80℃时达1.25×10-4S/cm.DSC测试结果显示,共聚物中MEMO的结构单元含量越多,其Tg越低,越有利于导电.     

3-丙烯酰氧甲基-和3-[2-甲氧基(三乙氧基)]甲基-3′-甲基氧杂环丁烷共聚物的合成及导电性能

通过阳离子开环聚合制备了一系列不同比例的3-丙烯酰氧甲基-3'-甲基氧杂环丁烷(AMO)和3-[2-甲氧基(三乙氧基)]甲基-3'-甲基氧杂环丁烷(MEMO)的共聚物PAM. 通过1H-NMR谱图计算发现:AMO结构单元在共聚物中所占的比例均低于根据投料比计算的理论值. 把这些共聚物和LiTFSI复配后通过BPO引发自由基聚合可交联成膜,利用交流阻抗法测试了其离子电导率,其中MEMO含量最高的PAM33电导率最高,30℃时达1.44×10-5S/cm ,80℃时达1.25×10-4S/cm. DSC测试结果显示,共聚物中MEMO的结构单元含量越多,其Tg越低,越有利于导电.     

掺杂量及烧结温度对W掺杂Li7La3Zr2O12陶瓷电解质性能的影响

采用固相反应法制备W掺杂Li_7La_3Zr_2O_(12)(Li_(7-2x)La_3Zr_(2-x)W_xO_(12))陶瓷电解质,探究掺杂量及烧结温度对样品烧结特性、晶体结构、显微形貌及离子电导率的影响。结果表明:W掺杂可以稳定立方相Li_(7-2x)La_3Zr_(2-x)W_xO_(12),当x=0.3时,1 200℃烧结20 h制备的样品30℃下离子电导率达到最高值5.77×10~(-4) S/cm,相较于未掺杂样品提高一个数量级;以x=0.3为固定掺杂量、改变不同烧结温度,1 180℃烧结20 h获得的样品离子电导率达到最高为7.05×10~(-4) S/cm。当x=0.1～0.3时,晶粒尺寸分布均匀,在10～20μm左右;当x=0.4时,产生晶粒熔合现象且有晶体析出,这种特殊的显微形貌导致样品电性能劣化。     

基于超支化聚醚的固体聚合物电解质性能研究

合成一种新型超支化聚醚类固体聚合物电解质. 通过交流阻抗技术测试分析了电解质的离子导电性能,结果表明:温度、锂盐添加量均对离子电导率有较大影响,当锂盐质量分数为30%时,电导率最高(80 ℃时5.45×10-4 S/cm;室温1.2×10-5 S/cm).     

十八烷基-双(2-羟基丙基)-乙酸钠基氯化铵沥青乳化剂的合成

第一步采用十八烷基伯胺与环氧丙烷反应合成了十八烷基-双(2-羟基丙基)叔胺中间体;第二步反应为该中间体继续与氯乙酸钠发生季铵化反应得到沥青乳化剂十八烷基-双(2-羟基丙基)-乙酸钠基氯化铵.第二步优化反应条件:反应温度为75℃,氯乙酸钠与十八烷基伯胺的摩尔比为1. 10,反应时间为4h,产率为79. 00%.采用红外光谱(FT-IR)、氢核磁(¹H-NMR)和元素分析对合成产物的化学结构进行了解析和结构分析表征.采用电导率法测得产物的临界胶束浓度(CMC)为3. 49×101H-NMR)和元素分析对合成产物的化学结构进行了解析和结构分析表征.采用电导率法测得产物的临界胶束浓度(CMC)为3. 49×10^(-3)mol/L.该乳化剂是一种快裂型沥青乳化剂.     

固体电解质Li1＋2x＋2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO12系统的合成及导电性能的研究

以LiTi2（PO4）3为基,煤矸石为原料经高温固相反应（900℃）制得系列锂离子固体电解质Li1＋2x＋2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO12（以下简称Ti-Mg-Lisicon）.应用交流阻抗技术测定的电导率数据结果表明x=0.1,y=0.1的合成物室温电导率比较理想为1.30×10-4S/cm,而673 K时x=0.1,y=0.3的合成物的电导率最大,为2.60×10-2 S/cm。X射线衍射分析结果表明在x=0.1,y≤0.7x;=0.2y,≤0.6的组成范围内均得到空间群为R3c的合成物.     

银/聚苯胺纳米复合材料的制备及其表征

以十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,正己醇为助乳化剂,紫外-可见光辐照辅助,在反胶束体系中一步双原位合成银/聚苯胺(Ag/PANI)纳米复合材料。通过红外吸收光谱、X线衍射、透射电镜和四探针仪对产物的结构、形貌和性能进行表征分析。此外,还考察不同苯胺与硝酸银的物质的量比(n(An)/n(AgNO3))及水乳比W0对Ag/PANI纳米复合材料的结构、形貌及导电性能的影响。研究结果表明:在SDS反胶束体系中,紫外光可在还原银离子的同时引发苯胺聚合,形成聚苯胺包覆银纳米复合粒子;n(An)/n(AgNO3)及水乳比的增大对复合粒子的粒径有增大的影响;Ag/PANI纳米复合材料电导率较PANI有很大提高,并且随着n(An)/n(AgNO3)的减小而先增大后减小,当n(An)/n(AgNO3)=1/2时,电导率达到最大值50.24 S/cm;随着水乳比的增加而先增大后减小,当W0=22时,电导率达到最大值95.89 S/cm。     

反应因素对PEO/PANI复合材料导电性能的影响

采用原位聚合法制备聚氧化乙烯/聚苯胺(PEO/PANI)复合导电材料,研究反应体系中苯胺含量、反应时间、反应温度及引发剂用量对PEO/PANI复合导电材料导电性能的影响,确定最佳的反应条件。采用IR和SEM对PEO/PANI复合导电材料进行结构表征;通过热重分析观察PEO/PANI复合导电材料的热稳定性。研究结果表明:PEO/PANI导电材料为两相复合物,该复合导电材料在250℃以下具有较好的稳定性;反应的最佳条件是:反应时间为5h,反应温度为30℃,引发剂与苯胺单体的物质的量比为1.0,苯胺含量为50%～65%,在此反应条件下制得的PEO/PANI复合导电材料的性能最好,室温下其电子电导率为2.56S/cm。     

Sol-gel法制备La9.33Si6O26及其导电性能

通过溶胶-凝胶(sol-gel)法制备磷灰石型固体电解质La7.33Si6O26,考察sol-gel过程中水硅摩尔比(n(H2O)/n(Si))、醇硅体积比(V(C2H5OH)/V(Si))和pH等制备参数对溶胶性质的影响,并采用正交设计确定了最佳制备条件.X线衍射(XRD)分析显示,在n(H2O)/n(Si)=10、v(C2H5OH)/V(Si)=5、pH =2的最佳制备条件下可获得单相的磷灰石型晶体.试样在1 550℃烧结4h后的相对密度为93.9％,其800℃时的氧离子电导率高达5.50×10-3 S/cm,电导活化能为0.86 eV,室温至800℃测得试样的热膨胀系数为9.3 ×10-6 K-1,与普遍使用的电极材料之间具有较好的热匹配性.     

半互穿网络法制备有机/无机杂化阴离子交换膜

以1,2-双(三乙氧基硅基)乙烷杂化改性的聚乙烯醇(PVA)为聚合物基底,以溴化聚乙烯亚胺(BPEI)为阳离子聚电解质,采用半互穿网络法制备新型阴离子交换膜.对含水率、离子交换容量及膜的形态进行了考察,并测试了膜的电导率及甲醇渗透率以研究其在直接甲醇燃料电池中的应用.测试结果表明,BPEI质量分数在40％时,PVA与BPEI互容性较好,无明显相分离现象产生.BPEI质量分数为20％的阴离子交换膜具有较好的综合性能,其在30℃下的电导率和甲醇渗透率分别为1.32×10-2 S/cm和7.88×10-7 cm-2·s-1.     

溶液聚合法制备交联聚苯乙烯磺酸钠

以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,过氧化苯甲酰(BPO)引发苯乙烯(St)、二乙烯苯(DVB)、苯乙烯磺酸钠(NaSS)共聚合制备交联聚苯乙烯磺酸钠,并用红外光谱(FTIR)和热分析(DSC)对共聚物进行了表征.研究了反应条件对共聚物中苯乙烯磺酸钠含量的影响.结果发现:聚合反应时间为10 h温度90℃时,共聚物中苯乙烯磺酸钠的含量最接近理论值.DSC结果表明磺化聚苯乙烯其玻璃化转变温度(112℃)高于聚苯乙烯(104℃),但是磺化度进一步增加却观察不到明显的玻璃化转变.通过测定共聚物在水中的电导率,发现共聚物中苯乙烯磺酸钠的摩尔分数为7.81%时,导电率可达到0.32×10-2S/cm,苯乙烯磺酸钠摩尔分数继续增大对共聚物导电率的影响很小.     

La2/3Sr1/3Mn1-xCoxO3(x=0,0.2,0.25)体系的热膨胀和电性能研究

制备了钙钛矿锰氧化物La2/3Sr1/3Mn1-xCoxO3(x=0,0.2,0,25)体系,研究该材料的热膨胀性能和电输运性质.研究发现,所有样品具有相近的热膨胀性能,200-800 ℃温区内的平均线热膨胀系数约为1.2×10-5K-1;x=0和x=0.2掺杂样品在高温下的电输运机制符合小极化子模型;x=0.25掺杂样品具有最高的电导率,在800℃时的电导率为100S/cm.     

新非晶态快离子导体15Agl—Ag_4P_2O_7的研究

采用“单辊淬火”技术,在赝二元系AgI—Ag_4P_2O_7他人已报导的玻璃形成区之外,制备成功一种新的非晶态快离子导体15AgI—Ag_4P_2O_7.对于带有混合电极的片状样品,以交流电桥法测定的室温下银离子电导率为1×10~(-2)Ω~(-1)cm(-1).这比同组份晶态材料稍低;室温至200℃范围内的导电激活能为0.24eV.以Wagner直流反对称极化法测得其电子电导率至少比银离子电导率低三个数量级。     

锂离子电池LiFePO4/聚并苯复合正极材料的合成与改性研究

通过固相法合成了LiFePO4 /聚并苯(PAS)复合材料.纯的LiFePO4电导率仅为(0.1～1)×10-9 S/cm,合成LiFePO4/PAs复合材料电导率为2.0 S/cm,复合材料的电导率提高了10个数量级.LiFePO4/PAS复合材料具有优异的电化学性能,在室温1C倍率下首次放电容量为140 mA·h/g,经过200次循环后容量仍保持最初容量的97.14%.说明通过包覆PAS材料极大地提高了LiFePO4的大电流充、放电容量和循环性能.     

聚5-羧基吲哚-聚乙交酯可降解导电共聚物的合成与表征

以N,N'-二环己基碳化二亚胺(DCC)为脱水剂、4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,通过低温缩聚法合成可生物降解并导电的聚5-羧基吲哚(PICA)与聚乙交酯(PGA)的共聚物.合成的产物采用红外光谱仪(FT- IR)、核磁共振氢谱仪(1H NMR)、质谱仪(MS)进行表征.结果表明:产物经25 d降解了41.7％,测得掺杂的共聚物电导率为9.1×10-4 S/cm.将乳仓鼠肾细胞(BHK21)黏附于合成的齐聚物膜上,细胞增殖生长效果明显.