水溶性聚苯胺/碳纳米管复合材料的制备及光限幅性能

为了制备激光防护材料,采用原位聚合法制备了水溶性聚苯胺/多壁碳纳米管复合材料。通过红外光谱分析、紫外-可见光光谱、透射电子显微镜等表征,用方形四探针法测量薄膜电导率。结果表明,水溶性聚苯胺包裹在碳纳米管表面,聚苯胺包裹层的厚度大约在15～25nm;复合材料的薄膜电导率较水溶性聚苯胺的电导率提高了一个数量级。复合材料水分散液在低入射光强下透光率接近85%时;入射光强达到2.5J/cm2,透光率降至11%。因此,复合材料水分散液的光限幅性能优于碳纳米管,具有良好水分散性,有望实现材料的器件化。     

成形工艺对碳纳米管/聚苯胺导电性能影响

探讨一种新型阵列式碳纳米管／聚苯胺材料的复合方法,采用CVD法制备多壁阵列式碳纳米管,采用原位聚合法将其与苯胺单体结合,制备出聚苯胺／碳纳米管复合材料,研究了氧化剂与苯胺单体比例、碳纳米管加入时间、搅拌速度等工艺因素对复合材料导电性能的影响。试验结果表明当氧化剂与苯胺单体比例为1／2、碳纳米管最初加入时电导率达到最大,搅拌速度影响很小。     

聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料的制备及其在超级电容器中的应用

针对聚苯胺作为赝电容超级电容器电极材料时存在循环稳定性差的问题,设计利用还原氧化石墨烯纳米卷包裹聚苯胺纳米纤维.采用高沸点有机溶剂辅助冷冻干燥法制备了聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料,利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱分析仪、傅里叶变换红外光谱以及X-射线衍射等对该复合材料的形貌、组成和结构进行表征,并采用循环伏安、恒流充放电、电化学阻抗等方法对其电容性能进行研究.结果表明,利用高沸点有机溶剂辅助冷冻干燥法能够成功将聚苯胺纳米纤维包裹进氧化石墨烯纳米卷中,最终将氧化石墨烯还原后得到聚苯胺纳米纤维@还原氧化石墨烯纳米卷复合材料;该复合材料经过5 000次循环充放电后电容量保持率达到75%;当复合材料中的聚苯胺纳米纤维质量分数为67%时,该复合材料在2.2A/g的电流密度下,质量比电容达到639F/g,表现出优异的电容性能.     

原位聚合制备聚苯胺/石墨烯导电复合材料的工艺

采用盐酸（HCl）为掺杂酸、以聚乙烯基吡咯烷酮（PVPK90）为空间稳定剂,在过硫酸铵（APS）氧化体系中通过原位聚合制备了聚苯胺/石墨烯导电复合材料。该方法制备的聚苯胺/石墨烯复合材料导电性能好,聚苯胺尺寸大小均一、形貌规整。实验结果表明,当石墨烯的添加量为7%（质量分数）时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺的提高了2个数量级。另外,对原位聚合制备聚苯胺/石墨烯复合材料的制备工艺进行了优化。对制备工艺进行优化后,在石墨烯添加量为1%（质量分数）时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺提高了一个数量级,在提高复合材料导电性的同时简化了加工工艺,大大提高了生产率,具有可靠的实用价值。     

染料掺杂聚苯胺半导体薄膜的性能研究

采用电化学方法,制备了不同染料掺杂的聚苯胺薄膜,同时对染料掺杂后聚苯胺的结构和性能进行了表征,对其在紫外可见光区的吸收特性进行了研究.研究结果表明:染料掺杂后的聚合物薄膜电导率分别为:直接耐晒蓝掺杂为0.142S/cm;直接耐晒翠蓝掺杂为1.05S/cm;直接耐晒黑掺杂为0.796S/cm.直接耐晒蓝、直接耐晒翠蓝、直接耐晒黑掺杂均可使聚苯胺在可见光谱范围内的光吸收增强,可较大幅度地改善聚苯胺的光谱响应范围,同时又使得有机染料掺杂后的聚苯胺薄膜保持很高的电导率.另外,染料的种类对掺杂后聚苯胺的热稳定性有很大的影响     

循环伏安法合成导电聚苯胺导电性及热稳定性

聚苯胺近年来在金属防腐领域备受关注,在质子交换膜燃料电池(PEMFC)不锈钢双极板表面电化学沉积聚苯胺薄膜,能够进一步提高双极板的耐腐蚀性能,有望替代传统的石墨双极板在PEMFC中得到应用。电池工作条件下要求双极板具有导电性,工作温度在70~100℃,因此研究聚苯胺薄膜的导电性和热稳定性十分必要。采用循环伏安法,在0.2mol/L H_2SO_4和0.1mol/L苯胺组成的水溶液体系中,在316L不锈钢表面制备了聚苯胺(PANI)薄膜;采用红外光谱研究PANI薄膜的化学结构;采用四探针技术测量PANI的电导率;采用热重分析技术研究了PANI的热稳定性;采用扫描电镜观察表面形貌。结果表明:聚苯胺薄膜的电导率最大值达到8.96S/cm,分解温度为352.7℃,表面呈现纤维状簇集状态,颗粒分布比较均匀。     

多壁碳纳米管/聚丙烯酸复合材料的制备及表征

采用化学气相沉积法(CVD)制备多壁碳纳米管(MWNTs),并用酸纯化多壁碳纳米管(MWNTs).为了改进碳纳米管在聚合物中的性能,采用化学修饰法制备了多壁碳纳米管/聚丙烯酸(MWNTs/PAA)复合材料,并用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和红外光谱(FT-IR)对其进行了表征.实验结果表明,聚丙烯酸能均匀地包覆在碳纳米管表面,而且多壁碳纳米管/聚丙烯酸复合材料能很好地分散在水和苯丙乳液中.     

溶液复合法制备碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料及相关性能研究

本研究通过溶液复合法与机械混合法制备不同质量分数(0、1%、2%、3%和4%)碳纳米管改性环氧树脂纳米复合材料.采用扫描电子显微镜分析碳纳米管在树脂基体中的分散情况,并对复合材料的力学性能和电学性能进行研究.结果表明:溶液复合法制备的质量分数为1%和3%碳纳米管的弯曲强度和弯曲模量分别是(98.6±7.2)和(80.9±12.5)Mpa与(2.14±0.12)和(2.45±0.08)Gpa,其力学性能均高于机械共混法所得的样品;当碳纳米管质量分数达到3%时,电导率大幅提升至0.006 S/m,提升幅度超过9个数量级.     

纳米纤维素/碳纳米管复合薄膜的制备及湿敏性能

首先采用TEMPO氧化法制备纳米纤维素(NFC),并将NFC作为碳纳米管(CNT)的分散剂,通过超声和离心处理制备出稳定分散的NFC/CNT分散液;然后通过朗伯-比尔定律测定离心处理后的NFC/CNT分散液的质量浓度,并利用原子力显微镜和Zeta电位对NFC/CNT的分散效果做进一步表征;最后将制得的NFC/CNT分散液,通过真空抽滤法制备出柔性NFC/CNT复合薄膜.扫描电镜分析表明,所制备的薄膜具有多层有序结构,并且NFC与CNT之间相互交织,形成网络结构.拉曼光谱分析进一步表明,薄膜中的NFC与CNT之间存在氢键作用.NFC/CNT复合薄膜的湿敏性能测试结果表明:不同含量的CNT对复合薄膜的湿敏性能具有重要的影响,当CNT含量为5%时,复合薄膜在95%相对湿度条件下的灵敏度高达64%,线性度拟合系数为0.982,表现出优异的湿敏性能.     

导电聚苯胺/微纳米氧化钆复合材料的合成与表征

用沉淀法制备了纳米级的Gd2O3.SEM结果显示形貌为片状,其粒径在50~200nm左右;同时用乙二酸做掺杂剂,过硫酸铵做氧化剂,采用无模板法制备了聚苯胺/纳米氧化钆复合材料,并用红外光谱、X射线衍射光谱对其进行了表征,并测定了复合物的电导率.     

脉冲电化学法制备“海绵状”聚苯胺

采用脉冲电化学法,以盐酸为掺杂剂,在ITO导电玻璃上电沉积制备"海绵状"疏松结构的聚苯胺(PANI)材料,通过SEM、FTIR以及UV-vis对合成的产物进行表征.结果表明:该疏松结构的材料主要是由直径60 nm左右的PANI纳米纤维组成,其表面有很多50~200 nm的PANI纳米颗粒,最后得到的产物是掺杂态EB结构的PANI.文中对这种结构产物的形成机理进行了初步探讨.     

钴离子对聚苯胺/活性炭复合材料制备与性能的影响

采用苯胺在活性炭表面原位化学聚合的方法合成了聚苯胺/活性炭(PANI/AC)复合材料。在合成过程中添加钴盐,并研究了钴离子对复合材料结构和电容特性的影响。利用场发射扫描电镜、傅立叶红外光谱仪对其表面微观形态和化学结构进行了对比分析;在6mol/L KOH电解液中,以Hg/HgO为参比电极对复合材料进行了循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等电化学性能的测试。结果表明,添加钴盐改性时聚苯胺在活性炭表面包覆的更均匀,循环伏安结果表明添加钴盐改性时复合材料的电化学活性提高,恒流充放电测试结果显示其电容量从不添加钴盐改性时的387F/g提高到了530F/g,提高了将近38.2%,并且显示出良好的大电流充放特性。     

Synthesis and supercapacitor characteristics of PANI/CNTs composites

The polyaniline coated multi-walled carbon nanotubes (PANI/CNTs) composites were synthesized by in situ polymerization. The microstructure and component of the composites were characterized by scanning electron microscope (SEM), Fourier transfer infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), and N2 adsorption BET. The electrochemical performances of the samples were tested by cyclic voltammogram (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and galvanostatic charge/discharge. The results showed...     

导电聚苯胺/TiO2复合纳米纤维的制备和表征

在无模板条件下,利用苯胺在纳米TiO2微粒表面的原位化学氧化聚合,成功制备了一系列不同TiO2含量的导电聚苯胺/TiO2(PANI/TiO2)纳米复合材料.通过TEM,XRD,FT-IR,TG-DTA及电导率测量等技术手段对其进行了表征.结果表明:复合材料的形貌呈纤维状,直径约20~40 nm,长度在390~420 nm范围;其中TiO2的含量为23.8%且具有金红石矿结构,聚苯胺也有一定程度的晶化;在复合材料中,TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用,并对复合材料的热稳定性起促进作用;TiO2的含量对复合材料导电性能有显著影响,当TiO2含量为11.1%时电导率达到极大值2.86 S/cm.     

种子乳液聚合法制备聚苯胺导电复合物

采用种子乳液聚合的方法制备了聚(苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯腈)/聚苯胺(P(St-BA-AN)/PANI)核壳结构复合微球,对复合微球的形貌、结构、电性能和热性能进行了研究.结果表明,种子微球的粒径、形貌以及掺杂剂的种类对核壳结构复合物的电导率均有影响,并且其电导率随着苯胺加入量的增加而提高.TGA测试结果表明,在380℃以下P(St-BA-AN)/PANI复合物的热稳定性好于PANI.     

Synthesis and characterization of conducting polyaniline nanocomposites containing ZnO nanorods

Polyaniline (PANI) based nanocomposites filled with ZnO nanorods were prepared by the chemical oxidative method of the aniline in acid medium with ammonium peroxydisulphate (APS) as an oxidant. The composition, morphology and structure of the polymer and the nanocomposites were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), UV–vis spectroscopy and electrical conductivity. The characteristic FTIR peaks of PANI were found to shift to higher or lower wave number in PANI–ZnO composites due to formation of H-bonding. Different amounts of ZnO nanorods were used to verify this effect on the characteristics of the synthesized materials. These observed effects have been attributed to interaction of ZnO nanorods with PANI molecular chains. XRD results revealed that the crystallinity of PANI was more pronounced after addition of nanorods, while the intensity of the peaks increased by addition of ZnO nanorods. Electrical conductivity of the PANI–ZnO nanocomposite film was found to be smaller than that of the PANI film. The decrease of electrical conductivity in PANI–ZnO films as compared to PANI was attributed to the interfaces formed between oxygen of ZnO nanorods and hydrogen of PANI. Also, TGA results showed that the decomposition of the nanocomposite was less than that of pure polyaniline which confirms the successful fabrication of products. These conductive polymers can be used in commercial paints as an additive.     

MWNTs/掺溴聚苯胺复合材料导电性能研究

用化学氧化法和溴蒸气掺杂合成掺溴聚苯胺,通过机械共混制备MWNTs/PANI和MWNTs/掺溴PANI复合材料.复合材料表现出良好的导电性能,电导率达5～10 S·m~(-1),接近纯MWNTs的电导率.采用红外光谱、热重分析、紫外可见光谱、X射线粉末衍射和X射线光电子能谱研究MWNTs/掺溴PANI复合材料的导电性能和导电机理.研究表明,MWNTs和被掺杂的掺溴PANI通过π-π和p-π共轭作用形成电子转移复合物,组成了一个个独立导电单元,在复合材料的导电体系中起主要作用,随着导电单元数量增加至相互接触,形成导电网络,复合材料的电导率达到最大值.     

微生物燃料电池La_(0.7)Sr_(0.3)CoO_3/PANI阴极催化剂的制备及催化性能

采用原位聚合法合成了La0.7Sr0.3CoO3/PANI复合材料微生物燃料电池(MFC)阴极催化剂。通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对所制备催化剂进行结构和微观形貌表征。采用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对复合材料进行电化学性能的分析。结果表明,聚苯胺(PANI)含量的差异导致催化剂的活性有较大区别,在磷酸盐缓冲溶液中含PANI质量分数为6%的La0.7Sr0.3CoO3/PANI催化剂表现出了良好的活性。将所制备催化剂应用于单室微生物燃料电池阴极,结果显示,PANI质量分数为6%的La0.7Sr0.3CoO3/PANI对应MFC的最大功率密度258.91mW/m2,相应开路电压达642.7mV。这表明La0.7Sr0.3CoO3/PANI催化剂具有显著的催化活性,为需求有效MFC阴极催化剂材料提供了新途径。     

界面聚合法制备纳米聚苯胺的研究进展

由于聚苯胺的制备方法简单、环境稳定性高、原料易得和独特的酸碱掺杂-脱掺杂机制,使其成为目前研究最为广泛的导电高分子材料之一.介绍了利用界面聚合法制备各种不同形貌的纳米聚苯胺及其复合材料的研究进展,重点介绍了界面聚合法制备聚苯胺纳米纤维的研究进展和作用机理.     

聚苯胺/聚苯乙烯共混膜的形态结构与导电性能研究

以苯胺为单体，过硫酸铵为氧化剂，三氯甲烷和水为反应介质，十二烷基苯磺酸为乳化剂和掺杂剂，进行乳液聚合，得到可溶性聚苯胺。将聚苯胺、聚苯乙烯共溶于二甲苯后制成共混膜，用广角X射线衍射、红外光谱、偏光显微镜分析了共混膜的相形态。结果表明：聚苯胺／聚苯乙烯为不相容体系，在聚苯胺含量低时，聚苯胺以多粒子分散相存在，此时共混膜电导率低，但随聚苯胺质量分数增加电导率迅速增大；在聚苯胺质量分数达到某一阀值(7．5％)后，聚苯胺开始形成连续相，此时共混膜电导率相对较大，但电导率随聚苯胺质量分数而增大的趋势减缓。