多壁碳纳米管/聚苯胺纳米纤维复合材料的制备及其吸附性能研究

为了探究掺杂后聚苯胺(PANI)吸附染料的性能,以有机酸、多壁碳纳米管(MWCNTs)为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,通过原位氧化聚合法合成了多壁碳纳米管/聚苯胺(MWCNTs/PANI)纳米纤维复合材料,利用紫外-可见光分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对其结构、组成及微观形貌进行表征。使用MWCNTs/PANI纳米纤维复合材料和PANI对刚果红溶液进行吸附实验,发现复合材料吸附效果更优异,吸附率达到95%左右。通过吸附动力学研究复合材料的吸附机理,结果表明MWCNTs/PANI纳米纤维复合材料吸附刚果红的过程符合准二级动力学模型。

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。

PEG4000/聚苯胺形状稳定复合相变材料的制备及其储热性能

以聚苯胺气凝胶(PANI)为支撑骨架,聚乙二醇4000(PEG4000)为相变材料,银纳米线(AgNWs)为导热增强填料,采用低温氧化聚合法和真空浸渍法制备得到具有良好形状和循环稳定性的定形相变复合材料PEG4000@Ag/PANI.聚苯胺气凝胶的高孔隙率及PEG4000与基体材料间的氢键作用和毛细作用,使得相变复合材料的最高负载率能够达到94.17%(熔融焓为165.17 J·g^(–1),凝固焓为152.77 J·g^(–1));加入AgNWs与PANI气凝胶共同搭建导热通路,提高了相变复合材料的导热性能(热导率最高为0.45 W·m^(–1)·K^(–1),比纯PEG4000提高80%);借助Ag NWs和聚苯胺优异的光吸收能力,相变复合材料的光–热转换效率达到90.61%.高储能密度、高光热转换能力和高热导率定形相变复合材料的成功制备为新型相变复合材料的合成提供了新思路,为太阳能光–热转换和储能应用提供了新材料,实现对太阳能的高效利用.

气-液界面法制备二氧化锰/聚苯胺复合材料教学实验

为了提高实验教学质量,培养学生的创新能力,设计了气-液界面法制备二氧化锰/聚苯胺复合材料教学实验。基于红外光谱和X射线衍射等方法分析了复合材料中聚苯胺和二氧化锰的化学组成与结构,利用扫描电子显微镜观察了复合材料的纳米多孔结构,最后通过电池充放电测试验证了复合材料优异的质量比容量(>300 mAh/g)。教学实践表明,在培养学生的操作技能、安全意识、团队合作、数据处理和总结思考等方面取得了较好的教学效果。

钡铁氧体与羰基铁复合材料的吸波性能研究

本文制备了钡铁氧体和羰基铁复合材料作为吸波材料,分析讨论了钡铁氧体在复合材料中不同含量对复合材料在2~18 GHz波段的电磁参数及吸波性能的影响。结果表明:随着钡铁氧体含量的减少,介电常数先增大后减小,在钡铁氧体含量为25%时达到最大。在2~7 GHz频段,磁导率随钡铁氧体含量的减少而增加,在7~18 GHz频段,磁导率随钡铁氧体含量的减少而减少;当钡铁氧体含量为50%,厚度为1.7 mm,最小反射损耗为−41 dB,有效吸收频率为9.2~14.9 GHz,带宽达5.7 GHz,复合材料的吸波性能最佳。

聚苯胺及其复合材料的制备及应用研究进展

针对聚苯胺具有良好的应用前景和商业价值的现状,对聚苯胺及其复合材料的制备方法进行综述,包括化学氧化聚合法、电化学氧化聚合法、酶催化聚合法、乳液聚合法、原位聚合法和光诱导聚合法等;根据聚苯胺具有较强的导电性能、优良的环境稳定性、可调节的氧化态等特点,介绍聚苯胺及其复合材料在吸附材料、传感器、超级电容器、太阳能电池、电磁屏蔽材料及发光二极管等领域中的应用。指出聚苯胺作为一种重要的导电高分子聚合物,未来的研究重点是通过可控的合成方法与无机半导体粒子形成复合材料,利用聚苯胺的能量传递作用增强无机半导体材料的荧光性能等。

聚苯胺钡铁氧体纳米复合材料的制备、表征及性能

采用原位掺杂聚合法,将聚苯胺(PANI)对粒径在60～80nm的M型钡铁氧体颗粒(BaFe12O19)进行了包覆,得到了具有棒状结构的复合材料.通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段对材料的形貌和结构进行了表征.结果表明,PANI链段与BaFe12O19颗粒之间存在作用力.使用振动磁强计和四探针法测定了复合材料的磁性能与电性能后发现,饱和磁化强度与矫顽力均随聚苯胺含量的增加呈规律性下降趋势,而电导率呈上升趋势.复合材料的吸收特性测试结果表明,该材料反射率小于-20dB时,带宽可以达到15.07GHz.同时详细地讨论了纳米复合材料的聚合机理及相互作用.

镍渣衍生Fe_(3) O_(4)/聚苯胺复合材料的制备及微波吸收性能研究

镍渣含有多种有价金属元素,其综合利用研究越来越受到重视。从镍渣中回收的Fe_(3)O_(4)本身具有一定的吸波能力,但存在密度大、阻抗匹配差等缺点。本工作首先采用熔融氧化法、磁选及球磨法从镍渣中获得Fe_(3)O_(4)颗粒,然后采用原位氧化聚合法将其与苯胺复合制备镍渣衍生Fe_(3)O_(4)颗粒(FPENS)/聚苯胺(PANI)复合材料。对FPENS/PANI复合材料的物相组成、微观形貌及磁学性能进行表征,并研究了微波吸收性能和吸波机理。结果表明,FPENS/PANI复合材料中聚苯胺的相对含量对材料的吸波性能有较大的影响,当Fe_(3)O_(4)与苯胺的质量比为5∶1时,材料的最小反射损耗在15.8 GHz处达到-38.9 dB,匹配厚度为1.5 mm,有效带宽为4.24 GHz。FPENS/PANI复合材料对电磁波的损耗主要来源于磁损耗和介电损耗,其中磁损耗以自然共振和交换共振为主,介电损耗以偶极极化和界面极化为主。本工作为固废镍渣的综合利用提供了新思路。

聚苯胺/钴铁氧体电磁复合材料的制备及其性能

先采用反向共沉淀法制备了钴铁氧体(Co Fe2O4)磁性纳米颗粒,并以此为核,基于离子液体(IL)环境下,以苯胺为单体,运用原位聚合和化学氧化聚合法制备得到了既具有电性能又具有磁性能的钴铁氧体/酸掺杂聚苯胺——PANI/Co Fe2O4(IL)复合材料。通过透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、红外波谱分析(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)和四探针电导率仪等测试手段研究了该复合材料的结构和性质,结果表明:本文实验条件下,制备得到的Co Fe2O4具有单一的尖晶石型铁氧体结构,且分散性较好,IL存在的反应条件对其晶型没有影响;含相同量钴铁氧体(0.3g Co Fe2O4)时,在IL和水相中制备的PANI/Co Fe2O4复合材料的电导率分别为1.0S/cm和0.4S/cm,而饱和磁强度则分别为19.8emu/g和22.9emu/g。此外,IL下得到的复合材料表现出较好的电包磁结构。

聚苯胺/钡铁氧体复合材料制备及电磁性能研究

用蔗糖-硝酸盐法制备钡铁氧体,用原位聚合沉积技术在其表面包覆了一薄层聚苯胺。扫描电镜结果显示,聚苯胺包覆钡铁氧体后表面形貌发生明显改变;红外光谱和物理性能测试系统结果表明,在钡铁氧体颗粒表面和聚苯胺间存在某种化学作用;微波网络分析仪测试表明,在2～16 GHz频率范围内,复合材料的复磁导率变化不大,复介电常数有明显增加,主要是由于聚苯胺在电场作用下的极化,铁氧体和聚苯胺之间形成大量的界面,增强了不同介质之间的界面极化所致。

镍铁氧体/聚苯胺复合材料的制备及其性能

采用超声场下原位聚合法制备镍铁氧体/聚苯胺复合材料,并采用X射线衍射仪（XRD）和HP8510网络分析仪研究其结构和电磁性能。结果表明：十二烷基苯磺酸（DBSA）掺杂后的聚苯胺是部分结晶的,镍铁氧体与聚苯胺分子链之间存在某些相互作用;与聚苯胺相比,镍铁氧体/聚苯胺复合材料的介电损耗角正切值tanδε与磁损耗角正切值tanδm都增大;镍铁氧体含量为5%和15%（质量分数）的复合材料分别具有最大的tanδε值和最大的tanδm值;镍铁氧体含量为15%的试样在8~18 GHz范围内综合吸波性能最好,具有最大衰减-23.4 dB,-8 dB带宽为5.73 GHz。

不同形貌钡铁氧体/聚苯胺复合材料的吸波性能

采用溶胶-凝胶法分别在650、750、850、950℃下制备钡铁氧体,发现不同温度下制备的钡铁氧体形貌、大小以及分布明显不同.通过原位聚合法合成了不同形貌钡铁氧体/聚苯胺复合材料,红外光谱显示,聚苯胺的吸收峰由于钡铁氧体的掺入发生轻微的蓝移,证明2物质之间有化学相互作用.煅烧温度在750℃以上时,所制备的钡铁氧体结晶良好,并随着煅烧温度的升高,钡铁氧体的形貌由棒状变成片状或球形.850℃煅烧制备的钡铁氧体分散性良好,部分呈片状,其与聚苯胺组成的复合材料吸波性能最好,当涂层厚度为4mm时,它在6.9GHz频率取得最大反射损耗值-17.1dB,在5.7～8.7GHz频率反射损耗均低于-10dB,说明制备出了分散性良好、形貌独特的钡铁氧体,可以有效提高钡铁氧体聚苯胺复合材料的吸波性能.

Ni-Zn-La铁氧体/聚苯胺纳米复合材料的原位合成与性能研究

采用超声场下原位聚合法制备了Ni-Zn-La铁氧体/聚苯胺纳米复合材料。其结构、形貌和电磁性能分别采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和HB8510网络矢量分析仪进行了研究。结果表明:盐酸掺杂后的聚苯胺是部分结晶的;Ni-Zn-La铁氧体与聚苯胺分子链之间存在某些相互作用;与聚苯胺相比,Ni-Zn-La铁氧体/聚苯胺纳米复合材料的复介电常数的实部ε′值减小、虚部ε″值增大、介电损耗角正切值tanδε增大。在高于8.4GHz的频率范围内,Ni-Zn-La铁氧体/聚苯胺纳米复合材料的复磁导率的虚部μ″值和磁损耗角正切值tanδm均高于聚苯胺。

漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料的制备及吸波性能研究

以溶胶–凝胶自蔓延燃烧法与原位掺杂聚合法相结合的方式制备了漂珠/钡铁氧体/聚苯胺复合材料。利用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和傅立叶红外光谱仪（FTIR）等表征了材料的微观形貌、晶体结构及组成。采用矢量网络分析仪在2~18 GHz频段内测定了复合材料的电磁参数。结果表明：所制材料的介质损耗和磁损耗最大值分别为0.30和0.52;当样品吸波层厚度为3.0 mm时,在电磁波频率为7.1 GHz时样品的反射损耗峰值为–33.74dB,在–20 dB的吸收带宽为3.2 GHz。

镧掺杂锶铁氧体/聚苯胺纳米复合材料的制备及电磁性能

为了比较不同形态的镧掺杂纳米锶铁氧体复合材料电磁性能的优劣,分别以溶胶-凝胶法制备了稀土镧掺杂纳米锶铁氧体(SrLa0.4Fe11.6O19)颗粒、原位复合技术制备了镧掺杂锶铁氧体/聚苯胺(SrLa0.4Fe11.6O19/PANI)纳米复合颗粒,静电自组装法制备了镧掺杂锶铁氧体/聚苯乙烯磺酸钠(SrLa0.4Fe11.6O19/PSS)20、镧掺杂锶铁氧体/聚苯乙烯磺酸钠/聚苯胺(SrLa0.4Fe11.6O19/PSS/PANI)8纳米复合多层膜。用XRD,FTIR,FETEM,XPS,矢量网络分析,VSM研究了镧掺杂锶铁氧体/聚苯胺纳米复合材料结构和性能。结果表明:在9.21GHz附近,材料的损耗角正切大小排序为:(SrLa0.4Fe11.6O19/PSS/PANI)8复合多层膜>SrLa0.4Fe11.6O19/PANI复合颗粒>SrLa0.4Fe11.6O19颗粒;(SrLa0.4Fe11.6O19/PSS/PANI)8复合多层薄膜比颗粒材料具有更高的饱和磁化强度Ms和矫顽力Hc。(SrLa0.4Fe11.6O19/PSS/PANI)8纳米复合多层膜具有优良的电磁性能。

WO_(3)@PANI复合材料的制备及其pH传感性能

目的通过简单快捷的方法制备氧化钨(WO_(3))/聚苯胺(PANI)复合材料,获得高性能pH传感器。方法WO_(3)和PANI都是通过原位聚合法制备,在溶液中混合后旋涂在柔性碳基底上。通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、XRD等技术对复合材料进行表征,证明复合材料的成功合成并进一步解释其传感增强原理。结果WO_(3)@PANI可以在pH=2~10内工作,与单体材料相比具有较高的灵敏度(-53.13 mV),较低的滞后度(3.8%)和较快的反应速度(16 s),在10次酸碱循环测试后响应性保持在95%以上,且在12 h的连续测试中可以保持稳定。结论一方面PANI为WO_(3)提供了导电网络,并将WO_(3)均匀包裹在内;另一方面两者的p-n结构共同作用,使得WO_(3)@PANI的pH传感性能进一步提高。

聚苯胺/石墨烯复合材料微观结构的调控

聚苯胺(PANI)/石墨烯复合材料具有高循环稳定性和高比容量等优点,PANI在石墨烯表面的分散情况会影响电化学性能。采用球磨技术,通过改变苯胺单体浓度,在石墨烯表面调控沉积PANI,制备PANI/石墨烯复合材料。利用XRD、傅里叶红外光谱(FTIR)和SEM测试分析复合材料的微观结构,通过CV和恒电流充放电测试研究复合材料的电化学性能。高速球磨作用可实现PANI在石墨烯表面的均匀生长,苯胺单体浓度为0.0010 mol/L时,PANI分子链在石墨烯表面得以舒展,可使石墨烯良好的导电性与PANI的π-π相互作用协调一致,保证PANI充分发挥氧化还原性能,得到最佳电化学性能。复合材料以1.0 A/g电流在0~0.9 V循环,放电比电容为292.1 F/g,循环1000次的电容保持率可达87.1%。

聚苯胺/二氧化钛复合材料的制备及应用进展

作为优良的导电聚合物,聚苯胺(PANI)在许多行业有广泛的应用。作为一种无机材料,二氧化钛(Ti O_(2))在诸多领域也有应用潜力。但PANI和Ti O_(2)难以满足较高性能的要求,利用PANI修饰Ti O_(2)制备二元纳米复合材料或者再掺杂其他材料合成三元甚至多元纳米复合材料,依靠形成的p-n结异质结构和材料间的协同效应获得独特性能复合材料成为近年来研发的热点。介绍了PANI/Ti O_(2)复合材料的主要制备方法如原位聚合法、相转化法、水热法、浸渍法、电化学法等,概述了其在光催化剂、传感器、吸附剂、电极、吸波、防腐等方面的应用研究进展,提出了目前还存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望。

导电聚苯胺/钡铁氧体复合材料性能研究

对采用柠檬酸溶胶–凝胶法和共沉淀法两种方法制备的钡铁氧体粒子进行了对比,采用原位聚合的方法合成了聚苯胺/钡铁氧体复合材料.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、四探针测试仪、振动样品磁强计对产物的结构和性能进行了表征和测试.实验结果显示,柠檬酸溶胶-凝胶法所制得的产物主要为钡铁氧体,纯度较高.钡铁氧体结构主要为M型六角晶系片状结构,平均粒径在20～60 μm.电磁测试结果显示,钡铁氧体的比饱和磁化强度与矫顽力均随焙烧时间的延长呈上升趋势,随着时间从3 h延长到5 h,比饱和磁化强度从36.9 emu/g增加到44.9 emu/g,矫顽力也从5 198.0 Oe增加到5 339.1 Oe;聚苯胺/钡铁氧体复合材料的电阻率随钡铁氧体含量的增加呈上升趋势.

镧掺杂钡铁氧体-聚苯胺复合材料的制备与表征

采用溶胶凝胶法制备了镧掺杂钡铁氧体(BaLaxFe12-xO19,x=0、0.01、0.03、0.05)。通过XRD表征表明它们的结晶性良好,均为单一的磁铅石型钡铁氧体晶相结构,随镧掺杂量的增加,得到的镧掺杂钡铁氧体的粒径随之减小。采用溶液原位聚合法制备镧掺杂钡铁氧体-聚苯胺复合材料,红外光谱分析可知聚苯胺-铁氧体纳米复合物的生成,揭示了聚合物分子链与铁氧体纳米粒子之间存在一定的键合作用,TEM表征显示复合材料粒子呈球形,且粒径为60～80 nm左右。随着铁氧体含量的降低,样品的磁性能随之降低,即铁氧体含量是影响磁性能的主要因素。