质子酸掺杂聚苯胺导电材料的合成

导电聚苯胺结构和导电性能较稳定,所用掺杂剂的毒性也较小,是目前最有发展前景的导电功能材料。本实验用化学氧化合成方法,较系统地研究了质子酸种类、氧化剂种类、用量以及聚合反应温度等因素对苯胺聚合反应及产物性能的影响,并通过傅立叶红外吸收光谱(FTIR)研究了聚苯胺掺杂前后结构的变化。

掺杂质子酸的类型对聚苯胺结构和电导率的影响

采用化学氧化聚合法以苯胺为单体 ,过硫酸铵为氧化剂 ,在不同质子酸的水溶液中合成聚苯胺 ,考察质子酸对聚苯胺电性能影响 ,并通过傅立叶红外吸收光谱 (FTIR)和紫外可见光吸收光谱 (UV vis)研究聚苯胺掺杂前后结构的变化。结果表明 ,经质子酸掺杂后聚苯胺具有导电性是因为其分子链上电荷离域形成了共轭结构 ,且在不同质子酸中生成的聚苯胺氧化程度不同 ;分子链共轭程度与掺杂酸对阴离子大小有关 ,掺杂质子酸对阴离子越大 ,聚苯胺分子链共轭程度越大 。

聚苯胺的质子酸掺杂机制的研究

木文用FT-IR、ESR、XPS等研究了聚苯胺的质子酸掺杂机制。结果表明聚苯胺掺杂时的质子化反应优先发生在分子链中的醌亚胺结构单元的氮原子上,并产生了分子内氧化还原反应而形成阳离子自由基。质子所带的电荷由于共轭作用能较好地离域到邻近苯环及对位氮原子上。

不同质子酸掺杂对苯胺电聚合速率影响的确定

利用循环伏安方法在不同质子酸掺杂下电化学聚合苯胺,并以聚合电量随循环次数的变化测定苯胺电聚合的速率.结果表明苯胺的聚合速率受[H+]的强烈影响:当[H+]低于7.5 mol/L时,苯胺的聚合速率与[H+]之间是一级反应,苯胺溶液中[H+]的存在加速了苯胺的聚合;当[H+]高于7.5 mol/L时,苯胺的聚合速率与[H+]之间是零级反应.建立了质子酸对苯胺电化学聚合的有关速率方程,该速率方程与实验结果相符.

固体超强酸和质子酸在乙醇酸甲酯合成中的协同作用

在微型高压反应登中（120mL），研究了通过自制的固体超强酸（SO42-／ZrO2）协同浓H2SO4催化三聚甲醛和甲酸甲酯偶联制备乙醇酸甲酯的反应。固体超强酸（SO42-／ZrO2）的引入，大大地降低了浓H2SO4催化该偶联反应的用量。研究了酸催化剂中质子的作用并初步探讨了偶联反应的机理，认为该偶联反应分三个步骤完成，第一步是酸催化甲酸甲酯的分解产生CO和CH3OH；第二步是甲醛的羰化形成乙醇酸；第三步是CH3OH酯化形成乙醇酸甲酯，进一步醚化形成甲氧基乙酸甲酯。

质子酸掺杂聚苯胺固相微萃取涂层的电化学制备及其萃取性能

考察了质子酸种类对电聚合聚苯胺涂层微观结构和萃取性能的影响。在含0.1～0.2mol/L苯胺的H2SO4,HCl,HNO3,HClO4及H3PO4溶液中,用循环伏安法在铂丝表面聚合得到掺杂不同质子酸的聚苯胺固相微萃取头。用扫描电镜对所得萃取头的微观结构进行表征;在优化条件(0.35g/mLNaCl,50℃萃取30min)下,以7种芳环化合物为模拟分析物,用气相色谱法测试其萃取性能。结果表明:在HNO3和HClO4溶液中聚合得到的聚苯胺涂层具有均匀的多孔结构、平滑的膜表面和较高的萃取效率,适于芳环化合物的高效萃取。

PBO在强质子酸溶液中的稳定性

研究了聚对亚苯基苯并二噁唑(PBO)在强质子酸多聚磷酸(PPA)和甲基磺酸(MSA)溶液中的稳定性,包括溶液温度、超声波对PBO溶液稳定性的影响以及环境气氛对PBO溶液光稳定性的影响。结果表明:在避光条件下长期放置时,PBO-MSA溶液对于温度比较敏感,而PBO-PPA溶液即使在高温下也很稳定;PBO在MSA溶液中的化学降解可分为两部分:首先是PBO本身的酰胺弱键断链,其次是噁唑环开环形成酰胺键并断链;PBO-MSA溶液在超声波作用下的降解属于应力诱导降解,符合超声波降解断链的一般规律;PBO溶液在氮气气氛中对紫外光相对稳定,而在氧气中光降解速率很快。

含有两个质子酸性位的功能化离子液体的合成

首次合成了含有羧酸基团和HSO4-(或H2PO4-)阴离子的具有两个质子酸性位的功能化离子液体,其结构经TG,1H NMR,13C NMR,IR和元素分析表征。

聚邻甲苯胺的质子酸掺杂

采用不同种类质子酸对聚邻甲苯胺进行掺杂,发现质子酸的酸性、分子尺寸和氧化性均不同程度地影响其掺杂率和电导率.大分子尺寸有机强酸掺杂可诱导掺杂态聚合物的溶解性.ESR测量结果表明,中性聚邻甲苯胺的自旋电子主要定域在杂原子上;质子酸掺杂导致氮原子上的电子产生重新组态,并部分离城到邻近的芳环上,显示出芳香π-电子的特性.电阻与压力依赖性研究揭示出质子酸掺杂聚邻甲苯胺的导电类型为电子型.

采用质子酸离子液体反应萃取精馏制备醋酸甲酯

以醋酸、甲醇为原料,以质子酸离子液体为催化剂和萃取剂,采用反应萃取精馏法制备了醋酸甲酯。考察了质子酸离子液体和配料比、回流比及反应时间对反应萃取精馏的影响。实验结果表明,质子酸离子液体是制备醋酸甲酯的良好催化剂和萃取剂,能消除醋酸甲酯与水或甲醇的共沸点,提高醋酸甲酯的纯度和收率;在3种质子酸离子液体[Hmim]CF3COO,[Hmim]BF4,[Hmim]HSO4中,[Hmim]HSO4(Hmim为N-甲基咪唑)的催化活性最高。反应萃取精馏的最佳工艺条件是:m(HOAc)∶m(CH3OH)∶m([Hmim]HSO4)=100∶50∶1,回流比2.5,反应时间30min。在此条件下,醋酸甲酯的纯度可达99.84%,收率可达98.65%。采用闪蒸的方法可回收醋酸、甲醇及质子酸离子液体,质子酸离子液体可重复使用8次。

质子酸离子液体催化酯化反应的研究

在无任何有机溶剂和温和的反应条件下,以一种新的不含卤素的质子酸离子液体(1-(4-磺酸)丁基-3-甲基咪唑基硫酸氢盐)为催化剂,研究了不同羧酸和醇的酯化反应,取得了很高的转化率和选择性,而且产物与离子液体不溶,可以通过简单倾倒与离子液体分离.所使用的离子液体真空干燥后能够重复使用.

增塑剂DOP的非质子酸催化合成工艺

较详细地研究了Ｔｉ（ＯＢｕ）４和ＳｎＯ催化合成增塑剂ＤＯＰ［邻苯二甲酸二（２－乙基）己酯］的反应规律。实验结果表明，ＳｎＯ是较好的ＤＯＰ合成催化剂，可使生产工艺简化，省去酸催化工艺中的碱洗、水洗工序，减少废水排放，降低生产成本。

不同质子酸掺杂对聚苯胺合成与性能的影响

由化学氧化法制得的聚苯胺(PANI)被不同质子酸掺杂。研究盐酸(HCl)、硫酸(H2SO4)、樟脑磺酸(CSA)和十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂对PANI产率、溶解性以及电导率的影响。研究发现,HCl掺杂的PANI电导率为0.263 4 S/cm、产率可达到78.83%。还讨论不同HCl浓度和不同过硫酸铵/苯胺(APS/An)的物质的量比对HCl掺杂PANI产率和电导率的影响,当HCl的浓度达到1.2 mol/L、APS/An物质的量比为0.6时,PANI的电导率和产率均为最大值。

质子酸功能化离子液体中银纳米颗粒的制备及其光学性能研究

以质子酸功能化离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐([Bmim]H2PO4)为反应介质和表面活性剂,采用简单的化学还原法制备了具有形状各向异性的块状银纳米颗粒。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等一系列手段对其结构、形貌及光吸收特性进行了表征。结果表明,所制备的银纳米块具有立方结构,其平均横向尺寸约为30 nm,在硅片上自组装形成密堆积结构的多层膜。以1,2-二(4-吡啶基)乙烯(BPE)作为探针分子,研究所制备银纳米颗粒的表面增强拉曼散射(SERS)活性。结果表明所制的银纳米颗粒是较好的SERS基底,具有良好的增强效果,痕检能力及稳定性。对BPE分子的最低检测浓度可低至10-9mol.L-1,而且保存了90天后,其检测灵敏度没有显著的降低。

质子酸掺杂聚苯胺的电磁参数及吸波性能研究

探讨不同质子酸掺杂对聚苯胺结构、电磁参数及吸波性能的影响.采用化学氧化法将HCl,H2SO4,DBSA(十二烷基苯磺酸),TSA(甲基苯磺酸),SSA(磺基水杨酸)分别制备了二次掺杂聚苯胺.通过FTIR,Uv-Vis、四探针法、四态四端口测试系统分析了掺杂聚苯胺光谱特性、电导率、电磁参数及吸波性能.结果表明,质子酸掺杂聚苯胺的光谱特征吸收峰发生了不同程度的红移,电导率在0.12～0.79S/cm范围,属有机半导体材料.质子酸掺杂聚苯胺的微波吸收主要以介电损耗为主,在9.3GHz的最大微波吸收达到-5dB.

两种质子酸掺杂聚吡咯电化学性能的比较

分别以H_2SO_4和HNO_3作为聚合电解液,通过循环伏安法在不锈钢网上合成了质子酸掺杂的聚吡咯(PPy).采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)对其结构和形貌进行表征.分别在1mol·L^(-1) HNO_3和0.5mol·L^(-1) H_2SO_4的电解液中,通过循环伏安法(CV)、恒流充放电(GCD)和交流阻抗谱法(EIS)对电极材料的电化学性能进行测试.结果表明:PPy/HNO_3电极材料具有疏松多孔的珊瑚状结构,而PPy/H_2SO_4呈现出菜花状结构;电流密度为5mA·cm-2时,在0.5mol·L^(-1) H_2SO_4电解液中,PPy/0.5mol·L^(-1) HNO_3比电容为596F·g-1,循环1 000次后比电容保持了95.9%,在1.0mol·L^(-1) HNO_3电解液中,PPy/0.1mol·L^(-1) H_2SO_4比电容为442F·g-1,循环1 000次后比电容保持了70.6%,相比之下,HNO_3掺杂后的聚吡咯电极材料表现出更优异的电化学性能.

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.

不同质子酸掺杂对聚苯胺性能的影响

用化学氧化法合成了不同质子酸掺杂的聚苯胺,并研究了各种质子酸掺杂对聚苯胺产量、溶解性能和导电性能的影响。研究发现,在文章中选用的几种掺杂剂中,三氯乙酸掺杂的聚苯胺在电导率、产量和溶解性方面都具有明显的优势,尤其是在产量和溶解性能方面,优势更加显著。

聚苯胺在有机溶剂中掺杂质子酸的In-site UV-Vis光谱及其因子分析法解谱

对聚苯胺在有机溶剂中掺杂质子酸的反应进行了 in-situ UV-Vis光谱跟踪 ,用因子分析法对掺杂反应机理进行了研究 .结果表明 ,聚苯胺在有机溶剂中掺杂质子酸的过程可能存在着两个并行反应 :一个是掺杂与脱掺杂的动态平衡过程 ,在实验条件下反应的平衡常数约为 k=5 .1 6(2 4℃ ) ;另一个反应为副反应 ,生成的产物结构介于本征态与平衡掺杂态之间 。

质子酸离子液体催化合成叔丁基苯的研究

用质子酸离子液体[BPy]HSO_4代替传统催化剂催化苯和叔丁醇反应合成叔丁基苯。通过正交试验,考察了反应温度、反应时间、催化剂用量、苯/叔丁醇摩尔比对苯的烷基化反应的影响,确定了最佳反应条件:催化剂[BPy]HSO_4用量为4 mL、叔丁醇0.1 mol、n(苯):n(叔丁醇)=4:1、反应时间1.0 h、反应温度50～55℃。在此条件下,平均收率为79.2%。催化剂[BPy]HSO_4溶于水后通过过滤和蒸发除水,重复使用5次,收率无明显变化。