特殊微形貌聚吡咯的合成及吸附性能

聚吡咯(PPy)是一种性能优异的导电高分子材料,近年来的研究热点集中于PPy及其复合材料在电化学方面的应用,而对于PPy复合材料的特殊微形貌以及吸附性能的关注较少。本文介绍了关于PPy微观形貌的合成方法,综述了采用硬模板和软模版法合成纤维状、管状、球状、多孔状和其他不同特殊微形貌的PPy及其复合材料,包括PPy/金属单质、PPy/金属氧化物、PPy/染料以及PPy/非金属单质等复合材料,并进一步分析了PPy及其复合材料不同形貌之间的差异,得出微形貌的差异可以影响材料性能的结论。简述了目前将PPy复合材料应用于吸附领域的报道,介绍了不同微形貌聚吡咯材料对于其吸附性能的影响,分析了特殊形貌PPy及其复合材料对染料、重金属展示出来的优良吸附性能,指出PPy复合材料在吸附领域的巨大应用前景与商业价值。     

不同形貌聚苯胺-过渡金属氧化物复合材料的制备及其在电化学中的应用研究进展

聚苯胺(PANI)与过渡金属氧化物(TMO)具有良好的物理和化学性质,但它们在很多领域的应用仍受到自身缺陷的限制。而PANI与TMO复合后形成的纳米复合材料,二者之间可产生协同及互补作用,能够有效地克服两种材料的缺陷、提高复合材料的电化学性能。本文综述了硬模板、软模板存在下管状、棒状、球状、纤维状、花状等不同形貌PANI-TMO纳米复合材料的制备,着重介绍了通过化学氧化聚合法在TMO表面聚合苯胺。还综述了不同形貌的纳米复合材料在超级电容器、锂离子电池、传感器等电化学领域的应用。     

MnO2/PPy/PANI三元纳米管复合材料的合成及其电化学电容性能

在聚苯胺（PANI）和二氧化锰（MnO2）存在的条件下,以FeCl3/甲基橙为模板,通过化学氧化法聚合吡咯(Py)单体,制备MnO2/PPy/PANI纳米管复合材料。 利用X射线衍射、透射电子显微镜、红外光谱和电化学测试等多种测试技术对复合材料进行物性表征和电化学电容性能测试,并讨论了不同含量的PANI对复合物材料的结构和性能的影响。 结果表明,由于PANI、MnO2与PPy三者的相互协同作用,以及材料管状结构的大比表面积,使三元复合材料具有比二元复合材料要大的电化学活性。 所合成的三元复合材料最大比容量达到458.4 F/g。     

电化学沉积制备氧化石墨烯/聚吡咯复合材料及其用于超级电容器的研究

本文采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用电化学沉积法制备聚吡咯(PPy)和GO/PPy复合材料并对其作为超级电容器电极材料进行了探究。通过XRD、FT-IR、AFM和SEM对其结构和形貌进行了表征,研究表明:PPy成功在GO片层上生长,并改变了原来PPy类逗号形的形貌,形成了无定形结构的GO/PPy复合材料。循环伏安法(CV)对不同电沉积时间的PPy和GO/PPy电容量进行了测试,发现电沉积时间为17min的PPy和GO/PPy均表现出较优的电容性能。在1A/g电流密度下进行恒流充放电(CP)测试,通过比较发现GO/PPy比PPy的比电容量提高了82. 3%,达到332. 37F/g。     

基于静电吸附作用制备PPy/CNTs复合材料

通过添加十二烷基苯磺酸钠(SDBS), 在碳纳米管(CNTs)表面引入具有静电吸附作用的基团, 使吡咯单体附着于CNTs表面, 然后发生化学原位聚合, 得到了由片状聚吡咯(PPy)包覆CNTs所构成的PPy/CNTs复合材料, 开辟了一条易于工业化生产制备PPy/CNTs复合材料的途径. 所得材料和CNTs借助傅立叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等设备进行了成分和形貌的表征; 并将所得材料组装成电化学超级电容器, 进行了电化学性能测试. 研究结果表明, 加入SDBS后, 吡咯单体能很好地吸附于CNTs表面; CNTs的应用细化了PPy的颗粒, 改善了PPy的导电性能和机械性能, 使PPy/CNTs复合材料呈现出多孔状; 其电化学容量达到101.1 F·g-1(有机电解液), 是同样制备条件下所得纯PPy电化学容量(19.0 F·g-1)的5倍多, 约是所用纯CNTs电化学容量(25.0 F·g-1)的4倍.     

静电纺丝纳米纤维基超级电容器电极材料的研究进展

静电纺丝纳米纤维具有比表面积大、孔隙率高及密度低等优势,是电化学储能材料的理想候选者之一.本文综述了近年来静电纺丝碳纳米纤维、金属氧化物/硫化物/氮化物、导电聚合物及其复合材料在超级电容器领域的研究及应用进展,探讨了材料组成、结构与电化学电容性能之间的关系,并对静电纺丝纳米纤维基电极材料的发展前景进行了展望.这将为新型高性能超级电容器电极材料的结构设计与可控制备提供新思路.     

导电高分子-金属氧化物复合材料用作锂离子电池正极材料的研究现状

随着人类社会对能源需求量的增大,高效储能材料的开发备受关注。导电高分子-金属氧化物复合材料具备了作为储能器件正极材料的诸多特质,故成为了相关研究领域的热点方向之一。本文以聚苯胺(PAni)和聚吡咯(PPy)为例,综述了近年来导电高分子-金属氧化物复合材料用作锂离子电池正极材料方面的研究进展。概述了此类材料中各组分如何通过有机/无机协同作用实现材料电化学性能的提升,介绍了此类材料的制备方法,结构特点及常用表征手段,以及材料的电化学性能特征。     

纳米材料制备的电化学传感器在水合肼检测中的应用研究进展

综述了近年来纳米材料(贵金属、金属氧化物、金属硫化物、碳基复合材料及其他材料等)应用于电化学传感器的制备,并将其用于水合肼的检测的研究进展,对其发展前景进行了展望(引用文献51篇)。     

导电聚吡咯纳米线的电化学无模板法可控合成与表征

以β-萘磺酸(NSA)为掺杂剂,采用电化学无模板法制备了聚吡咯(PPy)纳米线.研究了NSA浓度、吡咯(Py)单体浓度及反应温度对PPy纳米线形貌的影响.分别采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和拉曼光谱对PPy纳米线的结构形貌和化学结构进行了表征.结果表明,利用电化学无模板法可得到中空的PPy纳米线;NSA浓度会影响PPy纳米线的取向性;增大Py单体浓度,可制得圆锥状PPy纳米线;低温有利于合成形状细长、紧密堆积的PPy纳米线.PPy纳米线形貌受游离Py浓度及Py-NSA胶束数量影响,通过调节NSA浓度、Py浓度及反应温度改变游离Py浓度及Py-NSA胶束数量,可制得不同形貌的PPy纳米线.     

金属氧化物纳米材料的电化学合成与形貌调控研究进展

金属氧化物纳米材料因其丰富的形貌、独特的性能、广泛的应用成为材料合成领域研究的热点.调控金属氧化物纳米材料的形貌对于调变其性能、拓展其应用空间具有重要意义.电化学方法由于操作简单易控、方法灵活多变,因此成为调控金属氧化物形貌的常用方法.本文综述了近年来我们在金属氧化物纳米材料的电化学合成与形貌调控方面已取得的研究结果;总结了不同金属氧化物在电化学过程中晶体生长机制和形貌调控的规律,为实现功能材料的定向合成奠定了基础.     

无机纳米复合水凝胶*

近年来,纳米材料由于具有诸多奇特效应而备受关注。将无机纳米粒子与高分子水凝胶复合,可以很大程度地改善传统水凝胶的使用性能,因而成为近年来水凝胶研究领域的热点课题之一。纳米材料的形貌多姿多彩,相同材质不同形貌的纳米材料对复合材料性能有着不同的作用。本文从不同形貌（层状、管状及球状等）的无机纳米材料对复合水凝胶性能影响出发,以无机纳米粒子的形貌分类,综述了当前无机纳米复合水凝胶的研究进展。     

石墨烯/聚吡咯的添加对磷酸钙骨水泥结构与性能的影响

自然骨具有压电效应,结合电刺激可以促进骨组织生长与修复,因此制备具有导电性人工骨材料尤为重要.本文通过在骨水泥(CPC)固相中添加不同含量的高导电率的还原氧化石墨烯(RGO)/聚吡咯(PPy)复合材料,研究不同含量RGO/PPy的添加对CPC结构与性能的影响.结果表明,添加RGO/PPy复合材料的CPC,其初凝时间和终凝时间都有所减小,但凝固时间均能满足临床使用要求.RGO/PPy的添加对CPC的物相组成没有影响,但对其抗压力学性能、微观形貌、导电性能的影响较大.其中,CPC的抗压力学性能随着RGO/PPy添加量的增加而减小,导电性随着RGO/PPy的添加量的增加而增大.     

MoO3基纳米复合材料的制备及其电化学性能研究

以MoO3为基体,分别用超声分散法与碳纳米管(CNTs),化学原位聚合法与聚吡咯(PPy)复合,制备了MoO3/CNTs,MoO3/PPy和MoO3/CNTs/PPy纳米复合材料。利用XRD、SEM、TEM对复合材料进行物性表征,在1 mol·dm-3的HCl溶液中对MoO3,MoO3/CNTs,MoO3/PPy和MoO3/CNTs/PPy四个样品进行电化学测试。结果表明,复合材料的比容量均高于MoO3,其中,由于MoO3/PPy特殊的一维核壳结构使其具有较高的比表面积,相比较其他复合材料而言,有更好的电化学活性。该材料的最大比电容为450.8F·g-1。     

MOFs衍生金属氧化物及其复合材料在锂离子电池负极材料中的应用

锂离子电池作为比能量最高的二次电池,广泛用于便携电子设备、新能源汽车和大规模储能电站等领域。目前商用锂离子电池正面临着一些技术瓶颈,如能量密度低和使用寿命短等。关于锂离子电池负极材料的报道有很多,但大多无法克服锂化前后巨大的体积膨胀、电极材料粉末化和电极阻抗大等缺点。金属-有机骨架衍生金属氧化物及其复合材料因具有低而平的充放电电位平台、高容量和稳定的循环性能等优点,被广泛应用于锂离子电池。本文将从单金属氧化物、双金属氧化物、双组分金属氧化物复合材料和金属氧化物/碳复合材料四个模块进行综述,总结其合成方法、形貌与电化学性能之间的关系,并展望其未来发展的机遇与挑战。     

基于碳纳米材料的非酶葡萄糖传感器

简述了非酶葡萄糖传感器的研究现状以及碳纳米新材料的电化学优势,主要讨论了碳纳米管、石墨烯及石墨烯氧化物、有序介孔碳、碳纤维和富勒烯等碳纳米材料与各种金属氧化物组成的复合材料构建的非酶葡萄糖传感器的电化学性能,重点探索了材料的制备方法和结构形貌对葡萄糖检测性能的影响。本文为基于碳纳米材料的非酶葡萄糖传感器的构建提供了材料选择、制备方法以及结构形貌等方面的参考,并对非酶葡萄糖传感器的发展及研究方向作出了展望。     

锂离子电池纳米正极材料

综述了锂离子电池纳米正极材料的研究进展,阐述了这种材料用于锂离子电池的优势和存在的问题,把纳米正极材料分为过渡金属嵌锂化合物、金属氧化物和金属硫化物和其它纳米正极材料。归纳了不同纳米正极材料的主要制备方法,探讨了材料的制备方法与其结构、形貌和电化学性能之间的关系,展望了纳米正极材料用于锂离子电池的未来前景。     

金属氧化物@金属有机骨架复合材料研究进展

金属有机骨架(Metal-Organic Framework,MOF)复合材料是一种新型功能性材料,其中金属氧化物@MOF复合材料因结合了金属氧化物和MOFs的许多特性而受到人们的广泛关注,成为近年来MOFs材料研究的一个重要方向。本文综述了金属氧化物@MOF复合材料制备方法的研究进展,主要包括外延生长法、气相沉积法、模板法等,并分析了它们各自的优缺点;概述了金属氧化物@MOF复合材料在催化、传感、生物医药、吸附与分离方面的具体应用性能,以及在电化学研究领域的潜在应用;并提出今后金属氧化物@MOF复合材料研究的主要方向是开发简单高效的制备方法、选取新功能性金属氧化物以及探索复合材料的其它新型结构,以拓展其在工业上的应用。     

水热法合成过渡金属氧化物纳米材料及其在食品安全检测传感器中的应用进展

以Fe,Co,Mn,Zn等过渡金属制备的氧化物纳米材料具有制备简单、形貌可控以及电化学活性高等特点,且可以固定在电极表面,在电化学传感器的应用中显示了广阔前景。该文重点介绍了过渡金属氧化物水热合成方法的研究进展,并简要阐述了基于过渡金属氧化物纳米材料的新型电化学传感器在食品安全快速检测领域的应用进展。     

钴基双金属氧化物的制备及其在电化学储能领域的应用

钴基双金属氧化物MCo_2O_4(M=Ni、Zn、Mn等)既继承了单一钴金属氧化物(Co_3O_4、Co O等)高比容量的优点,又引入了新的改性金属元素用于改善其导电性差、倍率性能不佳等缺点,是一种潜在的新型电化学储能材料。本文分类介绍了NiCo_2O_4、ZnCo_2O_4、MnCo_2O_4等钴基双金属氧化物及其复合物的现有研究(包括制备方法、形貌结构、颗粒尺寸及其电化学性能),阐述了改性手段的可能性机理,并对钴基双金属氧化物后续研究提出了一些看法。     

金属氧化物硫化物纳米材料的低温固相合成*

本文介绍了具有独特的物理、化学性质的金属氧化物和硫化物纳米材料的低温固相合成方法,重点阐述了金属氧化物和硫化物纳米材料的低温固相制备方法的路线、反应类型、常用表征测试方法、光电磁性能研究及低温固相反应机理等方面内容,并列举了各种实例。低温固相合成方法在制备金属氧化物、硫化物纳米材料方面具有操作简便、成本低、污染小等优点,可望用于纳米材料的大规模生产。