基于灰色理论的掺杂态导电聚苯胺的制备及导电性能研究

以苯胺(An)为单体,氨基磺酸(SA)为掺杂剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用化学氧化聚合法合成了掺杂态导电聚苯胺。考察了n(苯胺)/n(掺杂剂)、n(苯胺)/n(氧化剂)和反应时间对聚苯胺电导率的影响。结果表明,当n(An)∶n(SA)∶n(APS)=1∶6∶0.4、反应时间为6h时,聚苯胺的电导率最高达到0.87S/cm。进一步利用灰色关联分析,定量地分析了各因素对掺杂态导电聚苯胺电导率的影响程度,得出了各因素影响电导率的大小顺序为掺杂剂、氧化剂、反应时间。并以氨基磺酸的添加量为基本建立了掺杂态导电聚苯胺电导率的灰色预测模型(灰色离散Verhulst模型),预测了氨基磺酸不同添加量下的电导率,平均预测精度为97.25%。结果证明,灰色系统理论在掺杂态导电聚苯胺的电导率的预测中是可行的。     

掺杂酸和氧化剂的浓度对聚苯胺纳米线导电性的影响

采用水相/有机相界面聚合法合成聚苯胺纳米线,通过调变掺杂酸和氧化剂的浓度,研究了聚苯胺纳米线的酸掺杂度和结晶度及其对电导率的影响.结果表明,掺杂酸浓度为1mol/L、苯胺/APS物质的量比在1:1～16:1之间时,界面法合成的聚苯胺纳米线导电性能良好,电导率在1.6～2.00S/cm之间.掺杂酸和氧化刺的浓度对聚苯胺纳米线的酸掺杂度和结晶度产生重要影响,其良好的导电性能是酸掺杂度和结晶度协同作用的结果.除酸掺杂度和结晶度外其它重要因素(如聚合度、纳米线直径等)也会影响聚苯胺纳米线的电导率.     

油酸掺杂制备尺寸可控聚苯胺微米棒及其性能研究

以苯胺为单体、油酸为掺杂酸、过硫酸铵为氧化剂,通过软模板聚合法制备了油酸掺杂聚苯胺导电材料.利用扫描电镜观察发现,通过调节苯胺与油酸的浓度可制备不同直径的聚苯胺微米棒,其直径约为200～390nm.利用红外分析对不同浓度比例下所得产物的化学结构进行表征发现,随着油酸掺量的增加,在2924cm-1和2853cm-1(vc-H)处的吸收峰强度也增加.利用XRD分析了产物的晶型结构.此外,对产物的电导率、溶解性也进行了测试与评价.     

氧化镝-聚苯胺复合涂料制备及防腐性能研究

采用乳液原位聚合法,合成十二烷基苯磺酸钠(SDBS)掺杂的聚苯胺(PANI).通过电导率分析和塔菲尔曲线(Tafel)等手段,表征了在一定的合成条件下,SDBS与苯胺(An)摩尔比(n(SDBS)/n(An))的改变及氧化镝(Dy2O3)的加入对PANI涂层防腐性能的影响.实验结果表明,PANI含量为25%、n(SDB...     

掺杂不同金属离子聚苯胺/蒙脱土的制备及其电导率研究

在聚合温度为25℃、n(过硫酸铵):n(苯胺)=1:1、掺杂剂磺基水杨酸c(SSA)=0.03mol/L、蒙脱土量为1%的实验条件下,采用插层聚合法制备出聚苯胺/蒙脱土复合纳米材料.在该复合材料中掺杂不同的金属离子,测其导电率的变化情况,并且与未掺杂复合材料的导电率进行比较.TGA分析表明.有机物进入到蒙脱土片层间;FT-IR分析表明,蒙脱土进入到聚苯胺中;XRD分析表明,制备的复合材料中蒙脱土被完全剥离;电导率实验表明,聚苯胺/蒙脱土掺杂氧化铁的氯盐溶液电导率最高.     

水溶性导电聚苯胺-磺化聚（苯乙烯-丙烯酸）复合物的制备和表征

介绍了化学氧化一步诱导合成水溶性导电聚苯胺复合物的方法。详细叙述了水溶性导电聚苯胺复合物的合成方法。着重分析了聚电解质诱导苯胺单体定向排列的作用力，阐述了聚电解质的引入对聚苯胺溶解性、导电性的改善作用。红外光谱、紫外光谱、电导率测试等结果表明成功合成出导电PANI/SPSA复合物。     

导电聚苯胺二次掺杂制备方法及性能研究

利用化学氧化合成原理,以氨基磺酸(SA)为一次掺杂剂,盐酸为二次掺杂剂,制备了二次掺杂的导电聚苯胺,分别考察了不同掺杂剂量、氧化剂量及掺杂反应时间等因素对聚苯胺电导率的影响。实验结果表明,当n(An)∶n(SA)∶n(APS)=1∶5∶0.4,盐酸为1mol/L,一次掺杂反应时间为3.5h时,所得产物电导率较高且可达3.18S/cm。结果表明,二次掺杂工艺得到的产物具有较好的导电性能,并节约SA用量约40%,是一种绿色、新颖的制备方法。     

酒石酸掺杂微/纳米结构聚苯胺的制备及表征

以酒石酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,采用"无模板"自组装法合成了掺杂态聚苯胺微/纳米纤维。分析了酒石酸与苯胺的不同摩尔比对产物形貌、分子结构及电性能的影响。结果表明,酒石酸与苯胺摩尔比为1时,生成了长径比较大、有序性较好的聚苯胺微/纳米纤维,该比例下电导率达到9.355×10-2 S/cm。改变反应温度和反应时间,酒石酸在常温下自组装掺杂即可得到较高电导率的聚苯胺产物。傅里叶变换红外光谱、紫外可见光分光光度计、X射线衍射仪的表征结果证明,不同酒石酸与苯胺摩尔比下合成的聚苯胺微/纳米纤维均为掺杂态,且具有一定的导电性。     

聚苯胺/聚丙烯复合导电纤维的结构与性能

采用现场吸附聚合法(原位聚合法)制备了聚苯胺/聚丙烯复合导电纤维,讨论了掺杂酸浓度、氧化剂浓度、苯胺单体含量对纤维导电性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱分析(FT-IR)、纤维物理力学性能测定等,对导电纤维的结构与性能进行了研究。实验表明采用此法制得的复合纤维导电性能优良,电导率达到10-1数量级。     

界面聚合法合成有机酸掺杂聚苯胺结构与性能研究

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,分别以乙酸、月桂酸、硬脂酸、十二烷基苯磺酸为掺杂酸,通过界面聚合法成功制备了有机酸掺杂聚苯胺,对其导电性能、溶解性能进行评价,对其化学结构、晶型结构和微观结构进行分析。结果表明:当苯胺与掺杂酸摩尔比为1∶2时电导率普遍较好,约为(1.73～2.43)×10-4S/cm;有机酸掺杂聚苯胺在极性溶剂中溶解性较好;FT-IR分析结果证明有机酸对聚苯胺进行了成功掺杂;XRD结果说明聚苯胺在2θ=6°的衍射峰受掺杂酸尺寸影响较大,且对聚苯胺的微观形貌具有显著影响。     

聚苯胺纳米矩形管的制备与表征

以樟脑磺酸(CSA)为掺杂剂、过硫酸铵为氧化剂.在水溶液体系中通过苯胺原位聚合制得直径为300～600nm的聚苯胺纳米矩形管,其导电率为0.1～1S/cm.通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对产物的形貌进行表征.发现n(CSA)/n(ANi)将影响产物的形貌.利用傅立叶红外光谱(FT-IR)和紫外一可见光谱(Uv_vis)对聚苯胺分子结构进行表征,发现产物是质子化掺杂的聚苯胺.通过X射线衍射(XRD)分析发现,聚苯胺纳米矩形管比纤维结构具有更好的分子链排列规整性.     

碳酸钙基导电复合粉体的制备与性能

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,对碳酸钙进行包覆改性得到CaCO_3-SiO_2,采用原位聚合法制备聚苯胺(PANI)包覆的碳酸钙基导电复合粉体(CaCO_3-SiO_2-PANI);用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)和电阻率测试等手段对样品进行分析表征,探讨CaCO_3-SiO_2复合粉体与苯胺(An)质量比对导电复合粉体形貌、结构和电导率的影响。结果表明:随着m(CaCO_3-SiO_2)∶m(An)从1∶1增加至3∶1,复合导电粉体的电导率从5.6×10~(-2) S·cm~(-1)减小至5.7×10~(-3) S·cm~(-1);质量比为3∶1时,导电复合粉体形貌变化明显,产物中生成少量硫酸钙;聚苯胺包覆不会改变碳酸钙的晶型;该导电复合粉体在温度200℃以下具有良好的耐热性和较高的电导率。     

导电CaSO_4晶须制备工艺优化及其应用

采用正交试验法对导电CaSO4晶须的制备工艺进行了优化。通过改变掺杂比(Sb/Sn)、反应温度、反应pH值等3大因素,结合反应产物的测试表征,得到了试验范围内最优的合成条件。实验范围内的最佳制备方案:掺杂比(Sb/Sn)5%,反应温度60℃,pH=1,导电CaSO4晶须的体积电阻率值达到0.199kΩ·cm,白度70。将最佳合成条件下的导电CaSO4晶须掺杂在PAN的DMF溶液中进行湿法纺丝,获得了白色导电PAN纤维。     

热处理对聚苯胺导电性及其介电性能的影响

采用苯胺化学氧化聚合制得盐酸掺杂态聚苯胺(PANI-HCl),考察了导电率以及介电常数随热处理温度的变化,并通过FT-IR、TGA、DSC和XRD等测试手段研究了空气气氛中不同热处理温度对PANI-HCl的掺杂程度以及微观结构的影响.结果表明:PANI-HCl在低于100℃的热处理保持优异的电导率和介电常数,电导率的数量级在100,介电损耗角正切tgδε≈0.35～0.49,当温度上升至160℃,电导率数量级下降到10-7,tgδε在0.1以下,其原因是由于热处理对掺杂态聚苯胺进行了脱掺杂,而且改变了聚苯胺的微观结构.     

化学氧化法合成聚苯胺的导电性与产率研究

以过硫酸铵((NH4)2S2O4)为氧化剂,盐酸作为质子酸掺杂,采用化学氧化聚合法合成了导电聚苯胺,研究了氧化剂用量、掺杂质子酸浓度、反应温度和反应时间对聚苯胺导电性及产率的影响,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶红外变换光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)分析研究了聚苯胺的结构和形貌特征。结果表明,制备导电性好、产率高的掺杂态聚苯胺最佳实验条件为:n((NH4)2S2O4)/n(An)为1︰1,盐酸浓度为1 mol/L,反应温度为5℃,反应时间6 h。在此条件下,制备得到的聚苯胺电导率大于27 S/cm,产率在95%以上,颗粒表现出一定的结晶性。     

可溶性聚苯胺/聚乙烯醇掺杂氧化石墨烯复合材料的制备

通过加入十二烷基苯磺酸钠(SDBS)制备了可溶性的聚苯胺/聚乙烯醇掺杂氧化石墨烯导电复合材料。通过XRD、SEM、TEM、FT-IR、TGA、CV对合成的复合材料进行了表征和分析,结果表明聚苯胺/聚乙烯醇能够插入到氧化石墨烯的层间和包裹在氧化石墨烯的表面形成复合物。用十二烷基苯磺酸钠掺杂的聚苯胺/聚乙烯醇/氧化石墨烯材料具有很好的溶解性和导电性能,将复合物进行还原和再次用酸掺杂之后,发现复合材料的导电性得到进一步提升。     

基于聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)表面活性剂和掺杂剂的聚苯胺中空微球

采用自组装法分别在表面活性剂2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、十二烷基磺酸钠(SDBS)和聚(2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸)(PAMPS)水溶液中合成聚苯胺,用扫描电镜、透射电镜和比表面分析仪对不同表面活性剂合成的聚苯胺进行表征;用PAMPS对聚苯胺进行掺杂,采用红外光谱、紫外光谱、X射线光电子能谱等探讨PAMPS对聚苯胺的掺杂效应;通过循环伏安法和电化学阻抗法研究PAMPS掺杂聚苯胺的电化学性能。结果表明,PAMPS能够更好地调控聚苯胺的形貌和提高聚苯胺微球的分散性,以及更好地起到表面活性剂效果;PAMPS掺杂后的聚苯胺的电导率提高到了100S/cm级别,比未掺杂态聚苯胺提高了近104倍,具有更大响应电流,展现出更大的电容量。     

聚苯胺/醋酸丁酸纤维素导电复合膜制备研究

以机械活化固相法制备的醋酸丁酸纤维素(CAB)为基底,充分溶解后与苯胺均匀混合,以过硫酸铵为氧化剂,盐酸为掺杂剂,采用原位聚合法制得聚苯胺(PANI)/CAB(PANI/CAB)导电复合膜。探讨苯胺加入量、过硫酸铵与苯胺摩尔配合比、盐酸浓度以及反应时间对导电复合膜导电性能的影响,研究结果表明:CAB用量0.5g,苯胺单体加入量1.25g,过硫酸铵与苯胺摩尔配合比为1∶1,盐酸浓度1.5mol/L,反应时间11h条件下,制得的PANI/CAB导电复合膜的导电性最好,电导率达到0.255S/cm。     

磺基水杨酸掺杂导电聚苯胺纳米材料的制备与性能研究

采用化学氧化法以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,磺基水杨酸为掺杂酸合成聚苯胺纳米棒导电材料。考察了单体/掺杂酸摩尔比对聚苯胺形貌与电性能的影响,采用傅里叶红外光谱,XRD粉末衍射表征聚苯胺结构;电化学工作站、四探针研究表明聚苯胺的导电性随掺杂酸/单体摩尔比的增大而增大,单体/掺杂酸摩尔比为2时电导率为1.43S/cm;SEM、TEM表明聚苯胺纳米棒表面粗糙,直径约为100～200nm,长度约为400～700nm,表面附着了1层10～30nm厚的颗粒;并提出了纳米棒可能的形成机理。     

三氟乙酸掺杂的聚苯胺微/纳米管的制备和表征

三氟乙酸(TFA)为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,在氧化还原反应过程中,通过改变三氟乙酸和苯胺(An)单体的物质的量比([TFA]/[An]),实现了聚苯胺微/纳米结构的可控自组装。在较低的苯胺浓度下,即[TFA]/[An]=2或1时,聚苯胺形态为颗粒状;随着反应体系中苯胺浓度的升高,物质的量比[TFA]/[An]=0.5,0.25时,产物能形成聚苯胺微/纳米管,其外径大约为200 nm~300 nm,空心处内径大约为30 nm~80 nm,微/纳米管表面凹凸不平,存在圆球状聚苯胺颗粒。聚苯胺微/纳米管为掺杂态,在电子吸收光谱中,分别在350 nm附近和630 nm处出现吸收峰。聚苯胺微/纳米管的电导率为10-3S/cm~10-4S/cm。XRD结构分析表明,聚苯胺微/纳米管为部分结晶性材料。