电化学聚合聚苯胺修饰电极对微生物燃料电池产电性能的影响研究

微生物燃料电池(MFC)作为一种新能源,符合人们绿色环保、可持续发展的发展理念,在MFC中,阳极材料与菌体之间的电子传递情况是制约其性能提升的主要因素.本文主要探索了方便快捷的电化学方法所得到的聚苯胺修饰阳极碳毡电极对MFC产电性能的影响情况.通过扫描电镜可以观察到阳极碳毡电极表面形成了具有一定形态的聚合物.对MFC的电压数据进行分析,表明修饰聚苯胺的碳毡电极最大输出电压可达到(330±5) mV,比对照组的空白碳毡电极提高了365%;且其最大功率密度达到了(425±5) mW·m~(-2),是对照组的6倍.实验结果表明:电化学聚苯胺修饰电极可有效利用聚苯胺导电性好、生物相容性高的优点提高MFC的产电性能.     

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。     

沉积工艺对聚苯胺涂层电学性能的影响及其抗磨损性能

神经电极表面涂层对电极性能有重要影响,其中沉积工艺是重要的影响参量.本文着重考察涂层沉积工艺对其电学性能的影响,并对最佳沉积工艺所得涂层的抗磨损性能进行研究.具体而言,在控制沉积过程中电极通过电荷量相当的前提下,比较3种聚苯胺电化学沉积方法的优劣.结果显示:相比裸电极,循环伏安沉积电极阻抗降低了29.7%,CV面积增加了4.05倍;恒电流沉积电极阻抗降低了39.8%,CV面积增加了5.4倍;恒电位沉积电极阻抗降低了4.3%,CV面积增加了4.9倍,恒电流法效果最佳.较低的阻抗及较大的CV面积意味着较好的电学性能.在此标准下,恒电流沉积时间为600～700 s时,沉积效果较好.为考察聚苯胺涂层磨损后对电极性能改善效果的影响,设计了一种模拟体内磨损装置进行相关试验.结果显示:磨损过程中涂层的电学性能改善效果逐渐下降,经4 h磨损后,修饰电极的阻抗值甚至高于裸电极阻抗.因此,在对导电涂层的评估中,其抗磨损性能应引起重视.     

聚苯胺纳米纤维的合成与分散性研究

为解决聚苯胺纳米纤维难分散的问题,引入超声波技术,采用直接混合+超声法合成聚苯胺纳米纤维;又试用新的硬模板+超声振荡法合成聚苯胺纳米纤维。通过实验现象观察、红外光谱和扫描电镜检测,获得了制备分散均匀、直径约100nm、长300nm的聚苯胺纳米纤维的工艺条件。     

pH值对聚苯胺的结构和导电性能的影响

基于酸浓度对苯胺聚合具有较大的影响,采用化学氧化法,在不同pH值条件下制备了聚苯胺,利用FT-IR、UV-Vis、XRD对产物的光学吸收、凝聚态结构进行研究,并测定了样品的电导率.结果表明,当pH≥3时有偶氮链生成,并随pH值增大偶氮链增多;苯胺聚合生成具有良好结晶性的低聚物,且随pH值增大,低聚物的电导率急剧降低.当pH≤3时苯胺主要以首-尾连接方式聚合;随着pH值由2减小到0时,所获得的聚苯胺的紫外吸收光谱发生显著红移,其凝聚态结构由一种结构向另一种结构转化;只有当pH≤1时才能合成电导率较高的聚苯胺;当pH值由4减小到0时,聚苯胺的电导率增加了9个数量级.     

聚苯胺纳米管材料的合成及性能应用研究

以绿色有机溶剂乙醇为反应介质,杂多酸(HPA)为掺杂剂,六水合氯化铁为引发剂和氧化剂,合成出HPA掺杂聚苯胺(HPA-PANI)纳米管材料.采用红外光谱、X射线粉末衍射(XRD)、元素分析和扫描电镜(SEM)等方法对纳米管HPA-PANI进行了表征.同时还对HPA-PANI纳米管材料的导电性能和气敏性能进行了研究.结果表明:该材料是纳米管形貌的HPA-PANI;具有良好的导电性能和气敏性.     

纳米纤维素增强聚苯胺复合材料的制备及性能

为制备一种新型聚苯胺导电复合材料,以盐酸作为掺杂酸,过硫酸铵作为氧化剂,采用原位聚合法,将从废报纸中提取的纳米纤维素与苯胺单体复合,合成了纳米纤维素增强聚苯胺导电复合材料。分别利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)、四探针测试仪、万能力学实验机,测试纳米纤维素增强聚苯胺导电复合材料的化学成分、微观结构、导电率、力学性能。结果表明,当聚苯胺的质量分数达到20%时,掺杂纳米纤维素的聚苯胺复合材料保持了良好的导电性能,同时提高了韧性。     

具有波纹形貌的聚苯胺微纳米管的制备及表征

以富勒烯C60微纳米纤维（fullerenemicro／nano fibers,FM／NFs）作为可容易移除模板,利用直接超声混合法,成功地制备了具有波纹形貌的聚苯胺微纳米管。光学显微镜观察表明,聚苯胺呈纤维状,其长度分布在2～5μm之间。扫描电镜和透射电镜观察结果表明,聚苯胺微纳米纤维形貌类似于波纹管,波纹周期约为100nm,外径在0．5～1μm之间,为空心管状结构。     

竹纤维负载聚苯胺吸附还原银（Ag^＋）离子

采用化学氧化聚合法制备了竹纤维/聚苯胺二元复合物,并将该复合物处理含银溶液中的银离子（Ag^＋）。研究了初始Ag＋浓度、温度和振荡等因素对吸附还原过程的影响,探讨了吸附过程动力学及热力学。研究结果表明,该复合物对低浓度Ag＋溶液有较好的去除率,最佳达到99.0%;升高温度以及振荡条件有利于银离子的去除;吸附还原过程是自发的吸热反应,符合准二级动力学模型,且符合Langmuir等温吸附模型;Ea为28.119 2kJ/mol,说明过程容易进行,且为物理吸附。     

苯胺与聚硫橡胶原位电化学复合的性质

讨论了苯胺与聚硫橡胶电聚合时的相互作用，结果表明，聚苯胺与聚硫橡胶之间具有互相催化作用，且随着复合膜厚度的增加催化活性增高；同时还可提高聚硫橡胶电氧化还原的可逆性