化学氧化聚合法下的聚苯胺复合纳米Al_2O_3的电磁参数

为改善聚苯胺(PANI)的电磁性能,在PANI中掺杂纳米氧化铝,并以过硫酸铵为氧化剂,盐酸为质子酸,采用化学氧化聚合法制备聚苯胺/纳米氧化铝复合材料。固定苯胺浓度为0.5 mol/L,以过硫酸铵浓度、盐酸浓度、纳米氧化铝质量和反应时间为因素设计4因素4水平正交试验,并制备出16组聚苯胺/纳米氧化铝复合材料。分析聚苯胺/纳米氧化铝复合材料的聚合机理,计算各组试样阻抗值,得出聚苯胺/纳米氧化铝复合材料的最佳制备条件,利用扫描电镜及红外光谱分析表征复合材料表面形貌及结构,计算最佳制备条件下复合材料的反射损耗。结果表明:所制备出的聚苯胺/纳米氧化铝复合材料呈核-壳结构,合成过程中有类似氢键的相互作用;当过硫酸铵浓度为0.025 mol/L,盐酸浓度为2 mol/L,纳米氧化铝为2.5 g,反应时间为6 h时,制备的聚苯胺/纳米氧化铝阻抗最小,且反射损耗值增加。

化学氧化聚合法合成高电导率聚苯胺研究进展

化学氧化聚合法是制备聚苯胺的最常用方法。本文综述了该法合成聚苯胺的机理及聚合条件对产物电导率的影响,指出了目前应用化学氧化聚合法制备聚苯胺存在的问题及今后的研究方向。

有机溶剂中联苯和联三苯的电化学氧化聚合

应用电化学石英晶体微天平和反射光谱电化学方法研究了 0 .10molL 1四氟硼酸化四丁铵 二氯甲烷溶液中联苯和联三苯在铂电极上的氧化聚合 .结果表明 ,联苯和联三苯经氧化后在溶液中偶合成聚合物 ,生成的聚合物沉积在铂电极表面 .聚合反应是通过单体氧化后生成的自由基离子偶合进行的 .聚合物的生成量与单体氧化生成的自由基离子的量有关 .由于联三苯的氧化电位低于联苯 ,因此在相同的实验条件下前者在铂电极上的聚合沉积速度较快 .聚合过程的吸收光谱红移说明随着电解的进行 。

Fe_3O_4/聚苯胺纳米纤维的紫外光辅助化学氧化聚合法合成

以苯胺为单体、过硫酸铵为氧化剂,采用紫外光辅助化学氧化聚合法制备了Fe_3O_4/聚苯胺(PANI)纳米纤维.借助X-射线衍射仪、红外光谱仪、扫描电镜、透射电镜、振动样品磁强计等对Fe_3O_4/PANI纳米纤维进行了表征,并研究了溶液pH和氧化剂浓度对产物化学组成和形貌的影响.结果表明,溶液p H和氧化剂浓度对产物的化学组成和形貌有显著的影响,降低p H值和提高氧化剂浓度均有利于提高Fe_3O_4/PANI纳米纤维的产率和形貌的规则程度,降低Fe_3O_4暴露在聚苯胺表面的程度.制备所得Fe_3O_4/PANI纳米纤维的磁含量为24.5%,在室温下呈现铁磁性.最后,推测了该磁性纳米纤维的形成机理.

一个综合化学实验——聚苯胺的合成

聚苯胺由于具有独特的电学、光学、良好的稳定性、低成本、易于制备和应用范围广泛等特性引起了人们的广泛关注。聚苯胺可以通过化学氧化聚合和电化学聚合来制备。本实验旨在为学生提供一种快速、实用的制备聚苯胺导电聚合物的方法,展示其广泛应用。化学氧化聚合是一种具有合成简单、快速实用、原材料成本低等优点并可以用于制备大规模的聚苯胺的方法。苯胺的化学氧化聚合是在强酸性溶液中进行的,通过添加一种氧化剂过硫酸铵引发,聚合成掺杂的聚苯胺。聚合的特征是在缓慢的诱导期间颜色变化,然后在聚合阶段由于放热反应的自加速特性使得温度突然升高。掺杂后的PANI易通过与碱反应脱掺杂成为翠绿亚胺碱,其为蓝色且不导电,翠绿亚胺碱形式的PANI可与质子酸反应被掺杂重新成为翠绿亚胺盐使其具有呈现绿色并导电,从而扩展聚苯胺的应用范围。

聚3,4-乙烯二氧噻吩的化学氧化条件及性能

聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)的原位氧化聚合目前被广泛应用于复合功能材料的制备,而如何优化PEDOT的氧化聚合条件使其原位生长后材料的电导率提高成为研究的一大重要方向。文中采用化学氧化聚合法,以九水合硝酸铁(Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O)为氧化剂合成了导电聚合物PEDOT,研究了掺杂剂种类、聚合温度、单体浓度、单体与氧化剂比例对聚合得到的PEDOT链结构和导电率的影响。研究结果表明,在水作为反应溶剂,九水合硝酸铁为氧化剂的条件下,在60℃反应时间4 h,单体浓度7 g/L,单体与氧化剂的摩尔比为1∶1时,聚合得到的PEDOT电导率最高。

镍掺杂聚苯胺/生物质炭复合材料的电化学性能

为制备高性能、低成本的电极材料,本文以八月瓜果皮生物质炭(BC)为基质,六水合硝酸镍、苯胺为原料,通过化学氧化聚合法合成了镍离子掺杂聚苯胺包覆生物质炭复合材料(Ni@PANI/BC)。通过扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TG)、比表面积测试(BET)等表征手段对其结构进行表征,循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)测试和电化学阻抗谱(EIS)对其进行电化学性能测定,考察了镍离子掺杂对Ni@PANI/BC结构和电化学性能的影响。研究表明,镍离子掺杂聚苯胺包覆生物质炭形成了多孔交联网状结构、比表面积大、导电性能良好的复合材料。当六水合硝酸镍与苯胺、BC质量比为1.5∶5∶3时,所得的电极材料电化学性能最佳。在1 A/g电流密度下,Ni@PANI/BC质量比电容最高可达608.4 F/g,在10 A/g下,充放电循环5000次,容量保持率为85.4%,该材料具有与文献报道相关材料相媲美的电化学性能。

不同氧化剂制备的聚苯胺电化学性能研究

以二氧化锰、过硫酸铵作为氧化剂,采用化学原位聚合法在室温下制备得到聚苯胺,并采用扫描电子显微镜(SEM),傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及X-射线衍射(XRD)对其结构和形貌进行了表征。用循环伏安法、电化学阻抗和恒电流充放电技术测试了以其作为电极的超级电容器的电化学性能。结果表明,以二氧化锰为氧化剂制备的聚苯胺(简称为M-PANI)在电流密度为5mA/cm2下的单电极比电容达260F/g,300次循环后比电容仍有204F/g,比以过硫酸铵作为氧化剂制备的聚苯胺(简称为N-PANI)具有更好的循环性能和更高的比容量。

二氧化锰化学氧化法合成导电聚苯胺

研究了以二氧化锰为氧化剂,苯胺(ANI)化学氧化聚合的新型反应。探讨了氧化剂的用量、反应体系酸度、苯胺用量、反应温度、酸的种类等条件对聚苯胺(PANI)的产率和电导率的影响。在2.7mol/L的盐酸介质中二氧化锰与苯胺摩尔比为0.7的条件下室温氧化聚合4h,可得到电导率为12.5S/cm的聚苯胺,产率为73%。对产物聚苯胺的结构用红外光谱和紫外-可见光谱进行了表征。

现场化学氧化法合成聚苯胺/环氧树脂防腐涂料

探讨了采用化学氧化聚合法直接合成聚苯胺/环氧树脂(PAn/EP)复合防腐涂料的新工艺.研究了苯胺与环氧树脂的质量比、氧化剂的用量及反应时间等反应条件对防腐涂料性能的影响.并通过原子力显微镜(AFM)和透射电镜(TEM)等对PAn/EP复合涂层的微观结构进行了表征.

重铬酸钾氧化苯胺聚合过程的热动力学研究(英文)

采用热动力学方法研究了苯胺在盐酸介质中重铬酸钾化学氧化聚合过程的热动力学.无量纲参数法(DPM)处理结果表明该聚合反应过程呈现一级反应,其速率常数k1=(5.35±0.03)×10-3s-1(299.2K);线性拟合法(LFM)的处理结果亦符合一级反应,其速率常数k1=(5.11±0.04)×10-3s-1(299.2K).可见两种不同处理方法的结果完全吻合,该反应在给定实验条件下的平均反应速度常数k1=(5.23±0.12)×10-3s-1(299.2K).线性拟合法(LFM)比无量纲参数法(DPM)更具有优势,因为它可以有效地克服聚合反应的诱导时间及量热仪的时间滞后等因素对实验结果的影响.

H_2O_2-Cu^(2+)化学氧化法合成聚苯胺纳米纤维

以硫酸铜(CuSO4)为催化剂,H2O2为氧化剂,通过"无模板"化学氧化聚合制备出聚苯胺纳米纤维。研究了温度、H2O2的浓度、催化剂的浓度对聚苯胺的产率、电导率、反应速度的影响,确定出最佳聚合反应条件为:苯胺0.1 mol/L,盐酸1 mol/L,H2O2 0.15 mol/L,CuSO40.05 mol/L,反应时间为24小时。在此条件下合成聚苯胺的产率为58.2%,电导率为1.98 S/cm。红外光谱和紫外-可见光谱确定了合成聚苯胺的结构,扫描电镜图中发现制备导电聚苯胺呈纤维状,直径大约为60~80 nm,长度大约为400 nm。

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。

液相沉积聚合法制备的聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)薄膜

将聚酰亚胺(PI)膜浸入NaOH溶液后再依次浸入FeCl3和3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)溶液。以红外光谱仪(ATR-FT-IR)分析PI膜表面官能团的变化,以恒流源电阻测量仪分析PI膜表面电阻的变化。PI膜经NaOH溶液浸泡后,部分酰亚胺环水解开环,亲水性大幅度提高。水解膜吸附的FeCl3可诱发EDOT单体在PI膜表面沉积聚合,PI膜表面出现PEDOT的特征吸收带。沉降聚合所得聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)膜的表面电阻可达7.0×105Ω。

单体溶剂对液相沉降聚合聚3,4-乙撑二氧噻吩分子结构及性能的影响

将吸附有FeCl_3的聚酰亚胺(PI)膜悬于不同溶剂的3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)溶液中,在PI膜表面原位合成了导电聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)涂层。以UV-vis分析溶剂的溶剂化效应,以红外光谱和X射线光电子能谱分析PEDOT的分子结构和氧化态,研究溶剂对液相沉降聚合PEDOT的共轭链长度和掺杂度及导电性的影响。在研究的正庚烷、环己烷、甲苯和氯仿中,溶剂的溶剂化作用依次增强,在其EDOT溶液中沉降聚合产物PEDOT的共轭链长度和掺杂度也依次增大,PEDOT涂层的电导率分别为33.7 S/cm,43.8 S/cm,163.2 S/cm和77.2 S/cm,对PI膜的附着力由0级上升到5B级。溶剂的溶解能力和溶剂化效应增强,液相沉降聚合PEDOT分子的共轭链长度和掺杂度上升,涂层的电导率和附着力增加;溶剂化效应的影响尤为突出。

聚吡咯材料导电性的量化计算及实验研究

采用密度泛函理论对吡咯(Py)和聚吡咯分子(PPy)进行全优化,并在b31yp/6-31g(d)水平上计算了Py和PPy分子中氮原子的电荷密度、最高占据分子轨道(HOMO)能量、最低空轨道(LUMO)能量和能带隙(ΔE)。从理论角度探究了Py和PPy分子结构与导电性的关系。在理论分析预测的基础上,选择合适的氧化剂和掺杂剂及其在实验中适宜的用量,采用化学氧化法制备不同反应温度下的PPy,探讨了反应温度对PPy聚合度及其导电性能的影响。结果表明:PPy的聚合度越大,其导电性就越好;低温有利于制备聚合度较高和电导率较好的PPy。

导电聚合物聚苯胺的研究进展

聚苯胺是一种典型的导电聚合物 ,因其具有多样化的结构 ,较高的电导率 ,独特的掺杂机制 ,优异的物理性能 ,良好的环境稳定性 ,且原料廉价易得 ,合成方法简便等优点 ,而成为最具有应用前景的导电高分子材料之一。较全面地介绍了聚苯胺 (PAn)的合成方法、性质及其应用。

二氧化锰氧化法合成导电聚苯胺

研究了以二氧化锰为氧化剂,苯胺(An)化学氧化聚合的新型反应.探讨了氧化剂的用量、反应体系酸度、反应温度等条件对聚苯胺(PAn)的产率和电导率的影响.在2.7mol/L的盐酸介质中二氧化锰与苯胺摩尔比为0.7的条件下室温氧化聚合4h,可得到电导率为12.5S/cm的聚苯胺,产率为73%.对产物聚苯胺的结构用红外光谱进行了表征.

电致变色导电聚合物PEDOT的研究进展

PEDOT(聚3,4-乙撑二氧噻吩)具有优异的电致变色性能,已成为功能材料领域的研究热点。综述了PEDOT的聚合机理、化学氧化聚合和电聚合制备PEDOT薄膜的方法,着重评述了水溶液中电聚合;分析了PEDOT电致变色性能,阐述了改进其电致变色性能的方法和原理,并着重论述了丰富变色范围、缩短响应时间和延长循环寿命的方法;最后阐述了PEDOT在电极材料和军事伪装方面的应用前景。

聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/樟脑磺酸复合材料的合成及电化学性能

以樟脑磺酸(HCSA)为掺杂剂,FeCl3为氧化剂,通过化学氧化聚合合成了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/樟脑磺酸(PEDOT/HCSA)复合材料;采用FTIR和SEM对其结构和形貌进行了表征;探讨了掺杂剂与单体摩尔比、氧化剂用量和反应时间对产品导电性能的影响;分析了产品的电化学性能。结果表明,当n〔3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)〕:n(樟脑磺酸):n(氯化铁)=2:1:40,反应时间41 h时,复合材料具有良好的导电性能和电化学性能,电导率为10.4 S/cm,经150次充放电老化后比容量可保持在140 F/g左右,是一种潜在的超级电容器电极材料。