酞菁铜磺酸掺杂聚苯胺的合成与表征

以直接耐晒翠蓝ＧＬ为原料,合成了酞菁铜磺酸,并用其对本征态聚苯胺分别在水相和油相中进行掺杂,获得了具有酞菁功能基分子结构的聚苯胺．该聚合物具有优良的溶解性能和成膜能力,电导率可达到８Ｓ／ｍ．利用红外谱图证实了所合成产物的结构,紫外吸收分析也表明用酞菁铜磺酸掺杂聚苯胺后,在可见光区和近红外区都具有较强的吸收,有可能大幅度地提高其光电导性能．     

聚苯胺掺杂、除掺杂和再掺杂与结构性能的研究

掺杂、除掺杂和再掺杂都是获取导电高分子的基本方法。本文通过Ｘ射线光电子能谱、红外光谱、Ｘ射线衍射以及元素分析等手段，对掺杂、除掺杂和再掺杂聚苯胺的结构与性能进行了对比研究，发现和总结了掺杂聚苯胺与除掺杂聚苯胺在结构和性能方面的差异和规律。本研究的成果不但可以为导电聚苯胺的实用化提供一些理论指导，而且还可以进一步丰富导电高分子的掺杂机理和导电机理理论     

反应物中氧化剂和掺杂剂浓度对聚苯胺性能与结构的影响

采用红外光谱、X射线衍射、透射电子显微术结合电导率测量,研究了以过硫酸铵为氧化剂,十二烷基苯磺酸为掺杂剂,通过乳液聚合法合成的聚苯胺的性能与结构.实验中发现:聚苯胺的电导率随合成时氧化剂、掺杂剂与苯胺相对比例的改变而发生明显变化,并在某一比例达到峰值,同时伴随有红外光谱某些特征峰峰位与峰高的相对变化,而晶化程度也随合成条件不同而呈现差异,性能最佳的聚苯胺的微观形貌呈纤维状,对应于最大的晶化程度,接近于中间氧化态.这些结果表明:氧化与掺杂条件的变化影响到聚苯胺中苯环与醌环的相对比例、聚苯胺链的排列有序度,而这些也是影响聚苯胺电导率的重要因素.     

芳磺酸的高效液相色谱测试方法改进

介绍了用高效液相色谱法，采用LC－ODS柱，以甲醇和硫酸钠水溶液为流动相，在230nm下检测，对芳磺酸的测试方法进行了改进。     

植酸/金属离子共掺杂聚苯胺/纤维素复合材料的制备与电化学性能研究

以再生纤维素微球为基底,通过原位聚合法制备了金属离子与植酸共掺杂的聚苯胺/纤维素复合材料,采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线粉末衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA）和比表面积分析仪（BET）对材料进行了表征,并探究了不同金属离子掺杂对复合材料电化学性能的影响。结果表明,与纯聚苯胺相比,以再生纤维素微球为基底的聚苯胺/纤维素复合材料的倍率性能、导电性均有大幅提升,锌离子、锂离子分别与植酸共掺杂后制备的聚苯胺/纤维素复合材料,在5 mV/s的扫描速率下比电容分别为343 F/g、332 F/g,远大于单一植酸掺杂的复合材料的比电容（286 F/g）;对锌离子、锂离子掺杂的复合材料进行了300次充放电测试后,其比电容保持率分别为87%、88%,均高于未经金属离子掺杂的复合材料的比电容保持率（83%）,表明锌离子与锂离子掺杂可提升复合材料的循环稳定性。     

微结构反应器中连续快速制备多种萘系磺酸

针对萘的磺化过程中存在反应周期长、安全性差和产生的废酸多等问题,提出一种在微结构反应器内快速、安全、连续制备多种萘系磺酸的方法。先将溶解在壬烷中的萘与浓H2SO4输送到填有θ环的微结构反应器中,得到单萘磺酸和萘二磺酸;产物在微结构降膜反应器中与气体SO3磺化得到萘三磺酸。考察以H2SO4为磺化剂时,不同停留时间、H2SO4与萘摩尔比、反应温度对萘的转化率和产物分布的影响,并初步研究以气体SO3为磺化剂制备1,3,6-萘三磺酸的过程。结果表明:H2SO4与萘摩尔比为3∶1、反应温度为160℃、停留时间为10 min时,萘的转化率为99%,2-萘磺酸和1,6-萘二磺酸的质量分数分别为38.5%和33.6%。这2种产物与气体SO3在90℃下反应8 min后,得到的萘三磺酸总量大于99%,其中1,3,6-萘三磺酸的质量分数为71%。     

聚苯胺薄膜在不同质子酸溶液中的生长

在H2SO4、HCl、HNO3和H3PO4质子酸水溶液中采用原位聚合法在石英基片上制备了聚苯胺薄膜.通过对薄膜试样进行红外光谱(FT-IR)、紫外光谱、扫描电镜(SEM)、导电性能的测试研究不同种类质子酸对聚苯胺薄膜厚度及导电性能的影响.实验结果表明,试样的掺杂程度和薄膜分子链共轭长度是提高试样导电性能的重要因素,质子酸的氧化性对薄膜生长和导电性能也会产生影响.     

合成参数对聚苯胺性能与结构的影响

采用红外光谱、X 射线衍射、透射电子显微术结合电导率测量,研究了以(NH4)2S2O8为氧化剂、十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂剂,通过乳液聚合法合成的聚苯胺的性能与结构。实验中发现:聚苯胺的电导率随合成时氧化剂、掺杂剂与苯胺相对比例的改变而发生明显变化,并在某一比例达到峰值,同时伴随有红外光谱某些特征峰峰位与峰高的相对变化,而晶化程度也随合成条件不同而呈现差异,性能最佳的聚苯胺微观形貌呈纤维状,对应于最大的晶化程度,接近于中间氧化态。结果表明:氧化与掺杂条件的变化影响到聚苯胺中苯环与醌环的相对比例、聚苯胺链的排列有序度,而这些也是影响聚苯胺电导率的重要因素。     

聚苯胺颗粒的聚集态结构形成过程

采用化学氧化法制备超级电容器用聚苯胺,通过扫描电镜和单体转化率考察与分析聚苯胺聚集态结构的形成过程.结果表明:制备的聚苯胺内部为片状结构,外部为颗粒结构;形成的过程可以表述为首先在较短的时间内形成带有不规则孔洞缺陷的片状结构聚苯胺,随着反应的进行,新生成的聚苯胺颗粒在孔洞边聚集、生长,颗粒尺寸从内向外依次变小.     

磁场作用下大分子酸掺杂聚苯胺性能

研究了在0.2 T的磁场作用下,采用微乳液法以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,大分子磺基水杨酸(SSA)为掺杂剂制备导电聚苯胺(PAn),并结合红外光谱、X射线衍射、粒径分析、电导率等手段对其结构及性能进行表征.结果显示:磁场作用可以提高PAn的电导率、掺杂度和腐蚀电位,但对PAn基本单元结构没有影响;与无磁场条件下合成的PAn相比,磁场条件下合成的PAn具有更高的结晶度和明显的微观取向结构,且反应时间从3 h减少到2 h,掺杂酸浓度(CSSA)从0.4 mol.L-1减小到0.3 mo.lL-1,乳化剂与苯胺单体的摩尔比(nSDBS/nAn)从0.6减少到0.45,PAn的电导率从0.85 S.cm-1增加到1.55 S.cm-1.     

不同密度等级泡沫混凝土的性能和孔结构

泡沫混凝土的密度等级对其性能有显著影响。笔者制备了干密度在300～1 000 kg/m~3范围内的泡沫混凝土,对其浆体流动度、抗压强度、吸水率和干燥收缩进行了测试,利用X射线计算机断层扫描成像(X-ray computed tomography, X-CT)对试件的孔结构进行表征。结果显示:随着泡沫混凝土密度等级增加,其浆体流动度先增大后减小,密度为600 kg/m~3时流动度最大;抗压强度随密度等级增加而逐渐增大,并与密度等级之间存在指数关系;干燥收缩和吸水率均随密度等级增加逐渐减小,这是由于其内部孔隙率降低、封闭孔增多所致。X-CT分析结果显示,密度低于600 kg/m~3的泡沫混凝土内部孔隙分布不均,试件表面的大孔较多,这是由于浆体与泡沫的体积比过低、浆体无法均匀地包裹在泡沫表面所致。     

Y-Nb共掺杂金红石型Ti02电子结构和光学性质的第一性原理研究

目的计算分析Y-Nb共掺杂对金红石型TiO2的微观结构、电子结构和光学性质的影响,为实验研究和实际应用提供理论依据。方法采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势计算方法。结果Y掺杂后禁带宽度减小,出现受主能级并跨越了费米能级,低能区出现介电峰,价带主要由O2p态、Ti3d和Y3p4d态共同构成;Nb掺杂后禁带宽度有所减小,价带和导带整体负移,但是对介电峰没有明显的影响;Y-Nb共掺杂的形成能最低,杂质原子引起了晶格结构的畸变,使得以Ti为中心和分别以Y、Nb为中心的氧八面体正负电荷中心分离,从而产生内偶极矩,有利于光生电子空穴对的分离。结论Y-Nb共掺杂极大地减小了禁带的宽度,提高了金红石型TiO2对可见光吸收性,从而减少电子从价带跃迁到导带所需的能量。