聚苯胺包覆Cu^2+掺杂KMn8O16正极材料的电化学性能
聚苯胺膜的电化学合成机理及掺杂行为

聚苯胺膜的电化学合成机理及掺杂
行为
聚苯胺膜的电化学合成机理:
聚苯胺膜是一种新型材料,它具有优异的物理和化学性能,可以用于制备各种电子应用。
聚苯胺膜的电化学合成主要涉及氧化还原反应,通过电流和时间来控制反应,从而形成不同的结构和表面形貌。
具体的反应机理如下:(1)首先,在电极表面形成聚苯胺无机棱柱结构;
(2)随后,在棱柱表面进行氧化还原反应,形成磷酸根极性结构;
(3)最后,在这种极性结构上进行掺杂及结构修饰,使聚苯胺在电极表面形成一定的掺杂结构。
掺杂行为:
掺杂是指将外部杂质加入到聚苯胺膜中,以改变它的性能。
掺杂有很多种方式,主要有加入固体掺杂剂、加入液体掺杂剂、加入气体掺杂剂等几种。
例如,液体掺杂剂常用于改变聚苯胺膜的光学性能,而气体掺杂剂则可以改变膜的电学性能。
电化学沉积方法对聚苯胺涂层抗腐蚀性能及电化学性能的影响

ndl 0 . 480 0 0 . 481 0 0 . 513 0 0 . 562 0 0 . 518 0
R t / ( ! cm 2 ) 6 745 5 383 6 306 7 378 8 256
后稳定在 - 280 mV 左右。恒电流法的聚苯胺涂层浸 泡 2 h 后, 腐蚀电位由 248 mV 迅速下降至 - 46 mV, 浸 泡 8 h 后腐蚀电位升高至 - 15 mV; 随着浸泡时间的延 长, 腐蚀电位逐渐下降至接近基体金属的腐蚀电位, 涂 层失去保护作用。循环伏安法制备的聚苯胺涂层在浸 泡 2 h 后, 腐蚀电位迅速下降至 - 50 mV; 随着浸泡时 间的延长 , 腐蚀电位逐渐升高至 110 mV 并一直保持较 高的电位 , 但仍存在波动。
2+ [ 8]
:
+
+ y /n H 2 O ( 1) ( 2)
2+
1 / n M ( OH ) y + 1 /2 LE + y / n H
图 2 循环伏安合成聚苯胺的 E J 曲线
O2 + LE + H 2 O
EM
+ 2OH
-
1 2
式中, EM 表示氧化态的聚苯胺, LE 表示还原态的聚苯 胺 , M 为基体金属。 式 ( 1)描述了金属的氧化过程, 金属表面可形成具 有保护性的钝化膜 , 腐蚀电位升高。式 ( 2) 反映的是聚 苯胺的 二次氧 化效应 , 其中腐 蚀电 位与 E M /LE 成 正 比
2
结果与讨论
2 . 1 沉积层的电位 时间曲线 图 1 为恒电流法沉积聚苯胺的电位 时间曲线 : 开 始时电位迅速达到最高值后开始下降, 然后下降并逐 渐趋于平缓。沉积电位峰的出现是受苯胺在金属表面 聚合的形核过电位的影响 有关。
聚苯胺电化学沉积及其电性能论文

聚苯胺电化学沉积及其电性能论文摘要:通过脉冲电位法的两种实验结果的比较,可以发现:脉冲电位法电沉积中,脉冲100次所得到的聚苯胺电极电化学活性最好、比电容可达到345F/g。
一、前言在导电高分子的研究中,电化学聚合法已广泛应用,具有潜在的工业化前景[1]。
近年来,电化学方法逐渐发展起来,一些具有特殊性质的高分子配合物[2]和导电聚合物[3-4]等都可以利用电化学法进行沉积。
聚苯胺(PANI)是一种普遍应用的导电材料,因其合成工艺简便、化学稳定性良好、原料易得而受到广大科研人员的关注。
电化学制备聚苯胺以电场为动力、在含有苯胺的电解质溶液中,选择合适的沉积条件,直接氧化聚合苯胺單体,从而在工作电极上生成聚苯胺。
本文主要利用脉冲电位法在电化学处理后的石墨纸上进行聚苯胺的沉积。
通过不同的沉积条件,探究其电化学性能。
1.实验部分采用天然鳞片石墨,经过酸溶液插层、氧化、微波膨胀后得到膨胀石墨粉,膨胀石墨粉经过压片、粗化得到膨胀石墨载体,干燥、称量后待用。
以粗化后的石墨圆片作为工作电极,在自制的酸性溶液中,利用脉冲电位法沉积,得到沉积在石墨电极上的聚苯胺。
设置脉冲电位范围0.35V~0.85V,脉冲宽度为5s,脉冲次数为100次。
改变脉冲次数为160次,重复以上实验过程,比较不同脉冲次数聚苯胺的电性能。
在5mol/LH2S04溶液中,-0.2V~0.6V的电位范围内,以10mV/s 扫描速度对已经沉积的聚苯胺进行电化学活性研究。
之后分别在10mA/cm2、5mA/cm2、1mA/cm2电流密度下进行充放电测试,得到聚苯胺的电容量。
2.结果与讨论在5mol/LH2SO4溶液中,对沉积后的聚苯胺进行扫描,脉冲次数为100次和160次的循环伏安曲线如图1、图2所示。
由图2可见,点A处为还原峰,对应峰电位为0.07V、峰电流为0.039A;点B处为氧化峰,对应峰电位为0.29V、峰电流为0.071A。
由图2可见,点A’处出现还原峰,对应峰电位为0.09V、峰电流为0.002A;点B’处出现氧化峰,对应峰电位为0.23V、峰电流为0.004A。
聚苯胺导电性能的研究进展

聚苯胺导电性能的研究进展聚苯胺是一种导电高分子材料,具有良好的电导率和机械性能,具有广泛的应用前景。
随着导电高分子领域的发展,对聚苯胺导电性能的研究也在不断深入。
本文将对聚苯胺导电性能的研究进展进行综述。
首先,研究人员通过改变聚苯胺的合成方法来提高其导电性能。
传统的合成方法不能够得到具有高导电性的聚苯胺,因此,人们开始使用一种新的合成方法,即化学氧化聚合法。
这种方法在聚苯胺的合成过程中添加一些氧化剂,可以显著提高聚苯胺的导电性能。
此外,研究人员还尝试了其他一些改进方法,如在聚合过程中添加一些共聚物和掺杂剂,使聚苯胺形成导电网络结构,提高导电性能。
其次,研究人员通过掺杂材料来改善聚苯胺的导电性能。
人们发现,将聚苯胺与一些含氮杂原子的化合物进行复合掺杂可以显著提高聚苯胺的导电性能。
这些杂原子具有额外的电子,可以吸引导电载流子,从而增强聚苯胺的导电性能。
常见的掺杂材料包括聚苯胺衍生物、有机酸、染料等。
此外,研究人员还研究了聚苯胺薄膜在导电性能方面的应用。
聚苯胺薄膜具有优异的导电性能和机械性能,可以用于制备导电传感器、导电薄膜电极等。
研究人员还通过改变聚苯胺薄膜的制备条件来调控其导电性能,如薄膜的厚度、掺杂材料的浓度等。
最后,研究人员还通过改变聚苯胺材料的结构来提高其导电性能。
近年来,人们发现通过调控聚苯胺的形貌结构,如纳米颗粒、纳米线等,可以显著提高聚苯胺的导电性能。
这是因为纳米结构具有高比表面积和更多的界面,有利于导电载流子的传输。
总之,随着导电高分子领域的不断发展,聚苯胺导电性能的研究也在不断深入。
研究人员通过改变聚苯胺的合成方法、掺杂材料、构筑薄膜结构等方法来提高聚苯胺的导电性能。
随着研究的深入,聚苯胺导电材料在电子器件、传感器、柔性电子等领域的应用将得到进一步拓展。
聚苯胺改性磷酸钒钠正极材料的制备和电化学性能研究

聚苯胺改性磷酸钒钠正极材料的制备和电化学性能研究刘雷霆【摘要】以无烟煤为碳源、聚苯胺为氮源,通过传统固相法,成功合成了N掺杂C 包覆的NVP复合材料(记为NVP/C-PANI),并对复合材料的电化学性能进行了研究.结果表明,聚苯胺的引入并没有改变磷酸钒钠的晶体结构,但由于N元素掺杂进入了碳包覆层,进一步改善了NVP/C-PANI的电子导电性,提升了材料的电化学性能.NVP/C-PANI在1 C时的首次充电比容量高达115.8 mAh·g-1,循环50次后,充电比容量仍有100.8 mAh·g-1,容量保持率高达95.7%.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2019(036)004【总页数】4页(P55-58)【关键词】电化学性能;磷酸钒钠;掺杂;包覆【作者】刘雷霆【作者单位】中国联合网络通信有限公司襄阳市分公司,湖北襄阳 441000【正文语种】中文0 引言国内已经有很多关于碳包覆磷酸钒钠改性的研究,通过改变合成方法和合成条件等因素,考察材料的稳定性、循环性和倍率性等电化学性能。
导电聚合物改性也是提高导电性差的聚阴离子型正极材料电化学性能常用的一种方法[1-3]。
导电聚合物是一类具有导体性质的高分子材料,具有共轭结构的高分子通过化学或电化学“掺杂”的方法处理后,导电率还可进一步提高。
比较常见的导电聚合物主要有聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺以及聚噻吩等,这些聚合物都拥有共轭π体系,π电子可以沿着聚合物链流动,表现出导电性能。
聚苯胺(Polyaniline,PANI)因其原料容易制得、合成方法简单、电导率较高以及环境稳定性好等优点,获得了广泛关注。
早在1981年,就有关于聚苯胺用作锂离子电池正极材料的报道,其第一周放电比容量为94 Wh·kg-1,随后循环中其放电容量可以稳定在52 Wh·kg-1。
经过质子酸掺杂的聚苯胺的电导率可以提高几个数量级,具有较好的导电性能。
聚苯胺电化学性能

2. 聚苯胺的导电性
聚苯胺的导电性取决于聚合物的氧化程度和掺杂 度。
当pH<4时,聚苯胺为绝缘体,导电率与pH无关; 当4>pH>2时,导电率随pH增加而迅速变大,直接 原因是掺杂度提高;pH<2时,导电率与pH无关, 聚合物呈金属特性。
3.聚苯胺的合成方法
聚苯胺 化学氧化聚合和电化学聚合。
化学氧化聚合是苯胺在酸性介质中以过硫酸盐等作为氧化 剂而发生氧化偶联聚合。
电化学聚合是苯胺在电流作用下在电极上发生聚合的聚苯胺导电性很高。
三.实验试剂及仪器
试剂:苯胺 稀盐酸 稀硫酸 蒸馏水
仪器:CHI630B电化学分析仪,铂盘电极,铂丝 电极,饱和甘汞电极。
四.实验步骤
1.循环伏安法制备聚苯胺 2.恒电位法制备聚苯胺 3.聚苯胺膜电化学性质的测定
五.思考题
1. 解释聚苯胺颜色变化的原因,以及聚苯胺循环 伏安特性曲线变化的原因?
2. 电化学聚合反应具有怎样的结构?
聚苯胺的电化学合成与表征
08材料化学专业实验
一.实验目的
1 掌握聚苯胺的导电原理 2 掌握聚苯胺的电化学合成方法 3 了解聚苯胺的电化学性质的测定方法
二 实验原理
1. 聚苯胺的结构
当Y=1时,为完全还原的全苯式结构,全还原态!Y=0为“苯-醌”交替 结构,全氧化态!而Y=0.5 时为苯,醌比3:1的半氧化半还原结构。 当Y=0.5时的结构是最利于掺杂后载流子传输的结构。当Y=0或Y=1时, 无论其是本征态还是掺杂态都是电绝缘性
不同质子酸掺杂对聚苯胺性能的影响
2 结 果 与 讨 论
21 不 同质子 酸掺 杂 对聚 苯胺 产 量和 电导 率 的影响 .
见表 1 。
表 1 不 同质子酸掺杂对 聚苯胺产 量和 电导率的影响
T b 1 O tu dc n u t i f 0y nl e o e y aiu a. u t n o d c vt o 1a in p db r s p a i y p i d v o
Ab ta t ntep p r sr c :I h a e,we p e a e o y n l e d p d b i e e tp o o i cd t r u h c e ia x d t n s u id t e ef c fd fe e t r t n c a i n r p r d p l a i n o e y d f rn r t n ca i h o g h m c l i ai , t d e h fe to i r n oo i c d o i o o p poy n l es o t u , o u i t n o d ci i h o g e e r h we f u d t a o y n l ed p d b rc l r a e i cd h d t b o sa v n a e i h e p c l a i n ’ u p t s lb l y a d c n u t t T r u h r s a c o n h t l a i n o e y tih o o c t a i a i i v y p i c heo viu d a tg n t e rs e t
溶解 度 042 08 011 .62 0 O2 3 4 0 O76 62
0 0 58 6 4
溶 剂 四氯 化碳 仲 丁醇 乙酸 乙酯 石 油醚 甲苯
超级电容器用聚苯胺的电化学合成与性能研究
第26卷 专辑中 国 稀 土 学 报2008年8月V ol. 26 Spec. Issue JOURNAL OF THE CHINESE RARE EARTH SOCIETY Aug. 2008超级电容器用聚苯胺的电化学合成与性能研究王 琴1, 李建玲1* , 高 飞1, 武克忠1,2, 王新东1(1.北京科技大学理化系,北京 100083;2.河北师范大学化学与材料科学学院,河北 石家庄 050016)摘要:采用循环伏安法在0.2 mol/L 苯胺和0.5 mol/L H 2SO 4介质中电化学合成了聚苯胺膜。
用这种聚苯胺作为电极,用循环伏安法、电化学阻抗谱和恒流充放电技术对其进行电化学性能表征。
扫描电镜的结果显示,循环伏安法制备的聚苯胺膜呈现多孔结构,使得该聚苯胺膜具有相当大的比表面积,聚苯胺颗粒之间也存在大量显微缝隙,因而有利于离子在其中的扩散和迁移,并使之具有相当高的容量。
经过数据拟合,发现聚苯胺电极的比容量随电流密度的提高而呈指数形式的衰减。
关键词:聚苯胺;电化学电容器;循环伏安法;比容量中图分类号: O646 文献标识码: A 文章编号:1000-4343 (2008)-0400-04收稿日期:2008-04-31; 修订日期:2008-05-08作者简介:王 琴 (1982-),女,安徽人,硕士生,研究方向: 电化学电容器 * 通讯联系人 (E-mail:**********************)电化学超级电容器作为一种新型储能装置已经越来越受到人们的关注,它具有比蓄电池更高的功率密度和循环寿命,比传统电容器具有更高的电容值和能量密度,其电容值是传统电容器的20~200倍[1],可以应用于很多领域,如:高能脉冲激光器、混合电动汽车、燃料电池、移动电话、微机等。
电极材料是决定超级电容器电化学性能的关键因素,有机导电高分子具有充放电迅速、循环寿命长、价格便宜、易于合成等诸多优点,基于这些优点,使用导电聚合物作为电化学电容器的材料正成为一个新的发展方向。
聚苯胺复合材料及电化学特性研究进展
引 言
聚苯胺 ( P A N I ) 是 一 种 高 共 轭 电子 结 构 的导 电 高分子( 导 电性 可 以 改 变 ) , 具有特殊 掺杂机制 , 经 掺 杂后 聚 苯 胺 复 合 材 料 集 合 了基 材 和 聚 苯 胺 的优
2 0 1 4 年3 月
电 镀 与 精 饰
第3 6 卷第 3 期( 总2 5 2 期)
・1 3・
d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 — 3 8 4 9 . 2 0 1 4 . 0 3 . 0 0 4
聚苯 胺 复 合 材 料 及 电化 学 特 性 研 究 进 展
p o s i t e ma t e i r a l s . An d a l s o t h e p r e p a in r g me t h o d s o f p o l y a n i l i n e c o mp o s i t e s we r e s u mma i r z e d, wh a t  ̄mo r e,
d i f ic f u l t i e s i n me c h a ni c a l mo d i i f c a t i o n r e s t ic r t i t s a p pl i c a t i o n a n d p o pu l a iz r a t i o n i n ma n y a r e a s . Co mp o s i t e mo d i ic f a t i o n t e c h n o l o g y, s u c h a s c ha ng e t h e c o mpo s i t i o n, c a n e f f e c t i v e l y o p t i mi z e t h e p r o c e s s i n g p r o p e r t i e s o f Po l y a n i l i n e . Th i s p a p e r de s c ib r e s t he p r o g r e s s o n s y n t h e s i s o f p o l y a n i l i n e wi t h o r g a n i c o r i n o r g a n i c t o m—
聚苯胺复合材料的介电性能研究
酸、 硝酸、 冰 乙酸 、 对 甲苯磺 酸 、 过硫 酸 铵 、 无 水 乙醇 等 均为 分 析纯 , 天津市 风船化 学试剂 科技 有 限公 司提 供 。
1 . 2 制备 工艺过 程
第一步 吸 附阶段 : 用 蒸馏 水 将 聚 酰胺 纤 维 润 湿 , 然 后 将
波或 屏蔽领 域 _ 。本征 态聚苯 胺 导 电高分 子 材料 不 导 电 , 经 掺 杂 后 电 导率 改变 , 即 由 绝 缘 体 转 化 为 半 导 体 或 导 体口 ” ] 。因此掺 杂便成 为 了 聚苯胺 由绝 缘体 变 为半 导体 或
导 体 的重要 步骤 ¨ 】 。导 电 聚 合物 氧 化或 还 原 反 应 可 引起 电
其浸润在苯胺单体的酸溶液中 1 h , 使苯胺单体充分吸附到
聚乙炔 、 聚吡咯 、 聚 苯胺 、 聚 噻吩 等都 是 目前 最 常见 的导 电聚合 物材 料 口 ] 。其 中 , 聚苯胺制备工艺条件简单、 成本 低、 绿 色无 污染 , 且 具备 相对较 好 的化 学稳 定性 和 电导率 等 ,
在 电子 器件 、 电化 学 的潜 在应 用 引起 广 泛关 注 , 尤 其 是 在 吸
表 面电阻的影响 ; 其次研 究 了其外观形貌。结果表明 : 掺 杂剂种类 、 掺 杂 剂用量对聚 苯胺/ 聚酰胺 纤维复合材 料介 电 常数 实部 、 虚部 、 损耗 角正切 、 表面 电阻影响较大 ; 制备 的聚苯胺 复合材料具备 良好 的介 电性能和导正切 表面电阻 文献标识码 : A 中 图分 类 号 : T S 1 0 1 . 4
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3 0 4・
材料 导报
2 0 1 6年 1 1月第 3 O卷 专辑 2 8
聚苯 胺 复合 材 料 的介 电性 能 研 究
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Ab s t r a c t :KMn 8 0l 6( KM0)n a n o r o d s we r e s y n t h e s i z e d v i a a r e l f u x me t h o d wi t h KMn O4 a n d Mn S O 4 a s
p o l y me r i z a t i o n o f a n i l i n e i n a c i d i c me d i u m. T h e mi c r o s t r u c t u r e s a n d mo r p h o l o g i e s o f t h e KMn 8 Ol 6 a n d P AN I -
S y n t h e s i s a n d e l e c t r o c h e mi c a l p r o p e r t i e s o f Cu - - d o p i n g a n d p o l y a n i l i n e - — c o a t e d KM n 8 O1 6 c a t h o d e ma t e r i a l s
( 1 . 有 机功能分子合成与应用教育部重点实验室 ( 湖北大学 ) , 湖北 武汉 4 3 0 0 6 2 ; 2 . 湖北大学化学化工学院 , 湖北 武汉
4 3 0 0 6 2 ; 3 . 贵州省教 育厅 功能材料 与资源化学重点实验室( 安顺学 院) , 贵州 安顺 5 6 1 0 0 0 ) 摘要 : 以KM n O 、 Mn S O 和H N O 为原 料 , 采用化学 沉淀法 合成 K Mn 。 O 。 纳米棒 , 用c u ’ 和 聚苯 胺 ( P A N I ) 对K Mn O 。 进 行 了掺杂 、 包覆 改性 的研究 . 通过 X R D、 T E M等技术对合成 材料 的结构 和微观形貌进 行 了表征 ; 采用恒 流充 、 放 电系统及 交 流阻抗测试法对合 成材料 的电化 学性能进行测试 . 结果表 明 : c u 掺杂 和P A N I 包覆得到的样 品作为锂 离子电池正极材 料时, 经过 5 0 次 循环后容量仍 有 1 7 8 m A h / g , 具 有较高 的可逆 比容量 和优 良的循环性 能 , 为研究高 比容量 和循 环性能稳
r e a c t a n t s a n d p o l y a n i l i n e —c o a t e d K Mn 8 Ol 6( P AN I —c o a t e d K Mn 8ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱO 1 6 )n a n o r o d s w e r e p r e p a r e d v i a o x i d a t i v e
定 的新 型锂离子 电池正极材料提供方 向 .
关 键词 : 聚苯胺 ; K Mn O 】 6 ; 掺杂 ; 包覆 ; 正极材料
中图分 类号 : 文献标志码 : A DOI : 1 0 . 3 9 6 9  ̄ . i s s n . 1 0 0 0 — 2 3 7 5 . 2 0 1 5 . 0 2 . 0 1 0
第3 7 卷第 2 期
2 0 1 5 年3 月
湖北大学学报 ( 自然科学 版)
J o u r n a l o f Hu b e i U n i v e r s i t y ( N a t u r a 1 S c i e n c e )
V 0 1 . 3 7 No . 2 Ma r . ,2 0 1 5
Wu h a n 4 3 0 0 6 2, Ch i n a; 2 . S c h o o l o f Ch e mi s t y r a n d C h e mi c a l En g i n e e r i n g,Hu b e i Un i v e r s i t y ,W u h a n 4 3 0 0 6 2, Ch i n a; 3 . K e y
文章编号 : 1 0 0 0 — 2 3 7 5 ( 2 0 1 5 ) 0 2 — 0 1 4 3 — 0 5
聚苯胺包覆 C u 2 掺 杂 KMn 8 O1 6 正极材料的电化学 眭能
刘康 , 胡清涛 1 , 2 , 刘小红 , 罗朝辉 。 , 卢琳 , 杨 贝贝 , 郑浩 , 王石泉
L a b o r a t o y r o f F u n c t i o n a l M a t e r i a l s a n d C h e mi s t y r or f P e f r o r ma n c e a n d R e s o u r c e o f G u i z h o u E d u c a t i o n D e p a r t m e n t ( A n s h u n
L I U K a n g 一 , HU Q i n g t a o 一 , L I U Xi a o h o n g , L U O Z h a o h u i , L U L i n 一 , Y A N G B e i b e i ,
Z HE NG Hn o . W ANG S h i q u a n 1 , 2 ( 1 . K e y L a b o r a t o r y f o r t h e S y n t h e s i s a n d A p p l i c a t i o n o f O r g a n i c F u n c t i o n a l Mo l e c u l e s ( H u b e i U n i v e r s i t y ) , Mi n i s t y r o f E d u c a t i o n ,