最新煤基聚苯胺环氧复合材料

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水热法制备聚苯胺及其铁氧化物纳米复合材料

水热法制备聚苯胺及其铁氧化物纳米复合材料

Vo1.34 20l3年5月 高等学校化学学报 

CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES No.5 1303~1308 

doi:10.7503/cjcu20120754 

水热法制备聚苯胺及其铁氧化物纳米复合材料 

刘红缨 ,王双宝 ,朱英 ,江 雷 

(1.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京100083; 2.北京航空航天大学化学与环境学院,北京100191) 

摘要利用水热法与无模板自组装法相结合,以三氯化铁为氧化剂、掺杂剂和反应物,制备了聚苯胺及其铁 氧化物纳米复合材料.结果表明,通过改变三氯化铁的浓度可以调控产物的微观结构和组成.当三氯化铁的 浓度≤0.13 moVL时,产物组成为未掺杂的低聚苯胺与 .Fe 0。的复合纳米材料,其微观结构为纳米颗粒组 装成的椭球体和准立方体;当三氯化铁的浓度≥0.20 moL/L时,产物组成为掺杂态聚苯胺,其微观结构为纳 米片层结构组装成的微米级大丽花球;并且产物的粒径随三氯化铁浓度的增大而增大.利用扫描电子显微 镜、红外光谱、紫外一可见光谱、x光电子能谱及x射线衍射等手段对产物的微观结构和组成进行了表征,并 探讨了产物的形成机理. 关键词水热法;聚苯胺;铁氧化物;纳米复合材料 中图分类号O631 文献标志码A 

导电聚合物/无机纳米复合材料既结合了无机纳米材料独特的物理化学特性,如体积效应、表面 

效应_1,2 及量子尺寸效应等,又具有导电聚合物独特的电学和光学特性_3 J,在防腐材料、光催化、太阳 能电池及生物传感器等领域具有广阔的应用前景L4娼j.其中,导电聚合物/铁氧化物纳米复合材料由于 

具有电、磁、光等方面的优异性能而被广泛研究 .聚苯胺(PANI)因合成方便、原料易得及良好的 

环境稳定性而成为纳米复合材料的研究热点.目前,对于PANI与铁氧化物的纳米复合材料的研究主 

要集中在掺杂剂和氧化剂的种类和浓度对产物的微观结构及光、电、磁等性能的影响上.万梅香 等 钊在不同pH值下,将FeSO 的水溶液与苯胺(An)的甲基吡咯烷酮溶液进行混合,用化学方法 

电化学制备有序聚苯胺/聚苯乙烯复合材料

电化学制备有序聚苯胺/聚苯乙烯复合材料

第1期 2013年2月 纳米科技 Nanoscienee&Nanotechnology No.1 February 2013 

电化学制备有序聚苯胺/聚苯乙烯复合材料 

吴媛媛,朱雯,马振雄,王金权,张启涛,张明 

(扬州大学化学4 ̄_r-学院,江苏 扬州 225002) 

摘 要:利用垂直沉积自组装技术在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基底上制备出高度有序的聚苯乙 

烯(Ps)薄膜,以此为模板,在三电极体系中应用循环伏安法,控制电势在一0.3—0.9V之间,以 

20mV/S的扫描速度,在有序排列PS薄膜的表面电化学沉积聚苯胺(PANI),成功制备出了聚苯 

胺/聚苯乙烯(PS/PANI)有序导电高分子复合材料,通过紫外一可见光分光光度计、循环伏安 法、场发射扫描电镜、x射线衍射仪进行表征,结果表明,制得的PS/PANI复合材料粒径均匀、 

排列有序、呈密堆积结构,可为制备具有有序中空或大孔膜产物提供较理想的模板。 

关键词:电化学制备;聚苯胺;垂直沉积自组装;模板技术 

Electrochemical Preparation of Ordered Polyaniline/ 

polystyrene Composites 

WU Yuan—yuan,ZHU Wen,MA Zhen—xiong,WANG Jin—quan, 

ZHANG Qi-tao,ZHANG Ming 

fCollege of Chemistry and Chemical Engineering,Yangzhou University,Yangzhou 225002,China) 

Abstract:The highly ordered thin films of polystyrene(PS)were prepared on indium tin oxide(ITO)conductive glass sub— strate by vertical deposition self—assembly technique.As template in a three—electrode system by cyclic vohammetry。 controlled potential between一0.3 ̄0.9V.scan rate of 20mV/S in the orderly arrangement of the PS film surface electro— chemical deposition of polyaniline(PANI),successfully prepared ordered polyaniline/polystyrene(PS/PANI)conductive polymer composites.Related characterized by UV—visible spect“)ph0tometer,cyclic voltammehy,field emission scanning electron microscopy,X—ray diffractometer.The results showed that:the obtained PS/PANI composite had uniform size, arranged in order,showed a close—packed structure,highly ordered PS/PANI composite template technology could pro— vided an ideal template for preparing the products which has ordered hollow or macroporous fihn. Keywords:electrochemical preparation;polyaniline;vertical deposition seK-assembly;template technology 

聚合物基纳米无机复合材料的制备与性能进展

聚合物基纳米无机复合材料的制备与性能进展

聚合物基纳米无机复合材料的制备与性能进展

摘要:改革后,在社会发展的背景下,带动了我国科学技术水平的进步。现阶段,科学技术被广泛应用到各个领域。由于聚合物基纳米无机复合材料具有优异的力学性能、阻燃性能、耐腐蚀性能和电学性能等,在工业、农业、国防、科技等领域中得到了广泛的应用。基于聚合物基纳米复合材料常用的制备方法,强调了目前采用的真空辅助树脂传递模塑成型工艺新制备技术,阐述了不同的无机纳米颗粒粒径、结构及添加量对复合材料力学性能、阻燃性能及其他性能方面的影响,并且,分析了无机纳米颗粒表面改性处理对其在聚合物中的分散情况及两相之间界面结合的影响。关于不同聚合物基体与不同种类的无机纳米颗粒复合得到的产物及相关性能的研究进行了综述,探究了聚合物基纳米复合材料目前存在的问题。最后,对未来复合材料的研究方向进行了展望。

关键词:无机物纳米颗粒;聚合物;复合材料;材料性能;材料制备

引言

随着科学技术的不断发展,多元材料复合化已经成为当今新材料领域的发展趋势之一。在过去的十几年里,随着各种精密仪器的不断发展,纳米科学也取得了飞速的发展。纳米材料是纳米科学研究的基础,由于纳米材料的尺寸效应,使其在物理化学和生物医药等领域都表现出了极大的应用潜力。自1984年纳米复合材料的概念提出后,接着是富勒烯的发现、原子力显微镜的发明以及碳纳米管(CNTs)的制造,纳米技术日益成熟,纳米复合材料的研究也吸引了国内外科研工作者的注意。聚合物基纳米复合材料是指各种纳米单元与有机聚合物以各种方式复合而成的材料,由于聚合物和纳米粒子之间强的界面作用,使其在力、热、光、电等领域表现出比传统复合材料更为优异的性能。聚合物基纳米复合材料的研究一方面为聚合物的改性提供了新思路,另一方面也为复合材料的设计提供了更多的可能。笔者对聚合物基纳米复合材料的设计方法及应用领域进行了叙述,特别对新型纳米材料CNTs和石墨烯进行了叙述,并对其未来的发展趋势进行了展望。

聚苯胺

聚苯胺

聚苯胺

聚苯胺结构[1]

1910年Green等基于对苯胺基本氧化产物的元素分析和定量的氧化还原反应,提出了直

接合成的苯胺八偶体的碱式结构为Emeraldine形式和苯胺的五种结构形式,分别命名为

Leucoeeral-dine base(LEB),Emeraldine

base(EB),Penigranilinebase(PNB),Protoemeraldine,Nigraniline。现已公认的聚苯胺的结构式是

1987年由MacDiarmid提出的:即结构式中含有“苯-苯”连续的还原形式和含有“苯-醌”交

替的氧化形式,其中y值表征PAN的氧化还原程度,不同的结构,组分和颜色及导电率。当y=1

是完全还原的全苯式结构,对应着“Leucoemeraldine”;y=0是“苯-醌”交替结构,对应着

“Prenigraniline”,均为绝缘体。而y=0.5为苯醌比为3∶1的半氧化和还原结构,对应着

“Emeral-dine”,即本征态。

聚苯胺导电率可以通过掺杂率和氧化程度控制,氧化程度通过合成条件来控制。当氧化

程度一定时,导电率与掺杂态密切相关,随掺杂率的提高,导电率不断增大,最后可达10S/cm左

右。

聚苯胺的制备

由于绝大多数的共轭导电高分子是不溶不熔的,人们进行了多方面的研究以改善和克服

这一致命缺陷,主要是两方面:一是合成可溶性导电聚合物,即通过控制大分子芳环或杂环的

取代基,嵌段共聚及选用兼具溶剂功能的掺杂剂体系来获得可溶性。另一方面是复合改性,即

采用现场复合技术和共混方法。现已报道有化学氧化聚合、缩合聚合和电化学聚合三种途径

来获得聚苯胺,化学氧化聚合最具有工业化前景,它是在酸性条件下用氧化剂使苯胺单体氧化

聚合。具体方法有水体系沉淀聚合、乳液聚合、溶液聚合、本体聚合、模板聚合和界面聚合

等。反应体系中的酸性环境一般由质子酸提供。常用无机酸为HCl、H2SO4、高氯酸和氟硼

酸等,有机酸有对甲苯磺酸、草酸、十二烷基苯磺酸等。质子酸的另一种重要作用是以掺杂

碳纳米管的等离子体功能化及其聚苯胺复合材料的制备

碳纳米管的等离子体功能化及其聚苯胺复合材料的制备

第25卷第4期 2010年8月 新型炭材料 NEW CARBON MATERIALS V01.25 NO.4 Aug.2010 

文章编号:1007—8827(2010)04 ̄)291—06 

碳纳米管的等离子体功能化及其 

聚苯胺复合材料的制备 

张捷 一, 杨俊和 , 贾润萍 , 王 霞 , 黄婕 

(1.华东理工大学化工学院,上海200237; 

2.上海理工大学材料学院,上海200093; 3.上海应用技术学院材料工程系,上海200233) 

摘要:采用等离子体技术对碳纳米管(CNTs)功能化,而后与苯胺原位聚合制备CNTs/聚苯胺(PANI)复合材 

料。电导测试结果表明:相对于CNTs的强酸氧化法(0.936 S/cm),等离子体处理更易获得高电导率的复合材料 

(2.86S/cm)。相应的最佳等离子体工艺参数为:处理功率50w、时间5min、压力0.08Torr、温度110℃、磁场线圈 

电流0.08A及电极距离5cm。SEM观察发现:聚合后,CNTs的光滑表面转变成粗糙结构,同时管径增加了80nm。 

XRD、FTIR及Raman结果均证实:PANI被均匀包覆于CNTs的表面。 

关键词:CNTs;等离子体;PANI;原位聚合;复合材料 

中图分类号:TB 332 文献标识码: A 

1 前言 2实验 日lJ舌 头验 

碳纳米管(CNTs)稳定性极高、导电、导热且具 

有超高的强度,是最新的复合材料改性剂之一¨ 。 

由于CNTs表面呈惰性且极易以束状聚集,使其在 

聚合物基体中的分散十分困难,从而大大限制了其 

应用。通过化学组成的改变实现其功能化改性,可 

改善其在聚合物基体中的分散效果 。CNTs功 

能化的方法主要有强酸氧化法 和氟化法 7¨,通 

过在CNTs表面引入水溶性基团,提高其在聚合物 

中的分散性;这两种方法均不同程度地存在反应周 

期长,工艺流程繁冗,因溶剂介入而损害CNTs等问 

题 。 。因此,开发环保型的功能化CNTs方法十 

新型水基聚苯胺复合防腐涂料的制备及其性能研究

新型水基聚苯胺复合防腐涂料的制备及其性能研究

第49卷第5期 2011年5月 上海涂料 SHANGHAI COATINGS Vo1.49No.5 Mav.2011 

新型水基聚苯胺复合防腐涂料的 

制备及其性能研究 

李炎张燕南可同欢刘方方 (河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄050018) 

摘要:以原位包覆法制备的聚苯胺复合材料为主要防腐成分,以聚合物乳液为成膜物,制成新 

型水基聚苯胺复合防腐涂料,对其涂膜的防腐性能进行电化学测试,证明其具备优异的防腐性能。 

关键词:聚苯胺一石棉复合材料;防腐涂料;电化学测试 

中图分类号:TQ 630.7 文献标识码:A 文章编号:1009—1696(2011)05—0001—04 

0引言 

金属的严重腐蚀,给国民经济带来巨大的损失, 

目前对金属设备的防护主要还是以涂覆防腐蚀涂料 

为主。由于涂层本身的缺陷,难以作为物理阻隔层 完全阻止氧气、氢离子等对金属的腐蚀,并且多数 

防腐涂料的溶剂对环境有破坏作用,使其应用受到 

限制。 聚苯胺(PANI)作为一种新型功能高分子材料, 

具有成本低、合成简单、高化学稳定性和环境稳定 性等优点,在能源、电磁屏蔽、防腐和电致变色等领 

域具有广阔的应用前景。本文通过乳液聚合法合成 

PANI一石棉复合材料,并以其为主要防腐填料,以性 

能优良的聚合物乳液为成膜物来制备防腐涂料,考 察了其在普通铁片上的防腐性能(电化学性能)[1 ]。 

1试验部分 

1.1原料和仪器 

主要原料:苯胺、十二烷基苯磺酸、过硫酸铵、 

石棉粉、聚合物乳液、云母、水基沥青、磷酸锌、纳 米二氧化硅、鳞片、偶联剂等。 

主要仪器:聚合装置、电热恒温鼓风干燥箱、上 

海辰华电化学工作站等。 1.2 PANI.石棉复合材料的合成 

首先将一定量的石棉粉与十二烷基苯磺酸一并 加到反应釜中,按照乳液聚合法合成聚苯胺的工艺, 

以十二烷基苯磺酸为乳化剂,过硫酸铵为引发剂来 

制备聚苯胺,反应数小时后,将产物干燥,粉碎,即 

得PANI一石棉复合物。 

聚苯胺/阴离子聚醚型聚氨酯导电复合膜的制备

研究论文 Fiber Research 

聚苯胺/阴离予聚醚型聚氨酯导电复合膜的制备 

孙东豪 

(苏州大学材料学院,江苏苏州215021) 

摘。 要:常压下,采用化学氧化现场吸附聚合法制备了聚苯胺/阴离子型聚氨酯导电复合膜。该复合膜 不仅表现出良好的导电性,其表面电阻为i03 Q m,而且导电性较为耐久和稳定;同时复合膜也兼有良 好的力学性能及良好的透气性。。 关键词:聚苯胺导电膜;现场聚合;抗静电材料 

。中图分类号:TQ317 文献标识码:A_ 文章编号:1001'7054(2006)05"0004-04 

有机高分子导电复合物具有重量轻、易加工 

成各种复杂形状、稳定性好以及电导率在较大范围 

内可调节等特点,在防静电、微波吸收和电磁屏蔽 等领域有着广阔的应用前景。随着电子信息技术、 

纺织和化工等行业的进一步发展,人们对不同应用 

层次的新的导电复合材料的需求也将会越来越大。 

聚苯胺(PAn)是众多结构型导电聚合物中较 早被认识的,当前的研究重点正转向对其应用开 发。制备聚苯胺导电复合材料(J膜或纤维材料)是 

其中一个重要的研究方向。通过现场原位聚合可以 制备聚苯胺复合材料,该方法操作简单,反应容易 

控制并对基材的力学性能的影响较小,容易获得综 合性能优良的复合材料。课题组在较早时期就已展 

开对聚苯胺及其衍生物的性能研究,并且制备了高 

电导率的聚苯胺/聚乙烯醇复合膜和聚苯胺/涤纶导 电纤维[I ̄31,但是聚苯胺在材料表层的耐久性还存 

在不足。最近有人为了提高导电复合材料的稳定 

性,将柔性链高聚物如聚己内酰胺、聚丙烯腈等 

[4 直接浸泡在苯胺中进行处理,然后再通过聚合 反应获得导电复合物。该方法虽然能提高聚苯胺在 

基材上的耐洗陛,但是由于苯胺单体挥发性强,毒 性大,操作过程中不可避免地会产生对人体的毒害 

收稿日期:2005—11—14 作者简介:孙东豪(1963~),男,讲师,主要从事功能性高分子材料 的研究。 

乳液法改性制备聚苯胺/聚合物复合材料的研究进展

乳液法改性制备聚苯胺/聚合物复合材料的研究进展/李 曦等 ・ 3l5 ・ 

乳液法改性制备聚苯胺/聚合物复合材料的研究进展 

李曦,邬淑红,张超灿 

(武汉理工大学材料学院,武汉430070) 

摘要 从制备方法着手综述了近年来国内外采用乳液法制备聚苯胺/聚合物复合材料的最新成果,并采用详细 

实例概述了相关性能,简介了聚苯胺/聚合物复合材料的应用情况及发展前景。 

关键词 聚苯胺乳液复合材料乳液共混法原位乳液聚合法两步法 

Research on Promotion of PANI/Polymer Composites by Emulsion Polymerization 

LI Xi,WU Shuhong,ZHANG Chaocan 

(School of Materials Science and Engineering,Wuhan University of Technology,Wuhan 430070) 

Abstract The research development of the PANI/polymer composites prepared by emulsion polymerization is 

viewed from the aspect of the preparation methond,and the applications are put forward. 

Key words PANI,emulsion,composite materials,solution mi ̄ng,in-situ emulsion polymerization,two-step 

method 

聚苯胺(PANI)作为本征型共轭导电聚合物,因原料廉价易 

得_1],制备简单方便,具有良好的热稳定性和化学稳定性_2 等 

诸多优点,一直以来受到各国的广泛重视,在化学电源、电磁屏 

蔽、抗静电、信息贮存及处理、电致变色材料、传感器、隐身材料 

导电聚苯胺纳米复合材料的合成与性能研究的开题报告

导电聚苯胺纳米复合材料的合成与性能研究的开题报告

一、问题背景

导电聚苯胺(PANI)是一种具有良好导电性质的高分子材料,具有广泛的应用前景,如电池、传感器、导电涂层等领域。然而,PANI具有较高的导电性和低的热稳定性,限制了其在高温和高湿环境下的应用。为解决这一问题,研究人员开展了许多工作,在PANI中引入纳米材料,制备导电聚苯胺纳米复合材料,以提高其热稳定性和导电性能。

二、研究目的

本研究旨在通过纳米复合技术制备导电聚苯胺纳米复合材料,并研究其结构、导电性、热稳定性等性能,为进一步改善PANI的性能提供新思路。

三、研究内容

1. 制备导电聚苯胺纳米复合材料:采用原位化学氧化聚合法将纳米材料(如碳纳米管、纳米银等)与苯胺在水相中混合反应,得到导电聚苯胺纳米复合材料。

2. 结构表征:通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法对样品结构进行表征,分析不同纳米材料对复合材料结构的影响。

3. 导电性能研究:采用电导率仪对样品的导电性能进行测试,并分析不同纳米材料在导电性能方面的作用。

4. 热稳定性研究:采用热重分析仪(TGA)对样品进行测试,研究不同纳米材料对复合材料热稳定性的影响。

四、研究意义 本研究将有助于制备具有优良导电性和热稳定性的导电聚苯胺纳米复合材料,为其在电池、传感器、导电涂层等领域的应用提供新的材料选择和改良。同时,研究结果也将为纳米材料的应用提供新的思路和途径,具有重要的理论与实践价值。

石墨烯_聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能_王宏智

[Article]物理化学学报(WuliHuaxueXuebao)ActaPhys.-Chim.Sin.2013,29(1),117-122January

Received:August24,2012;Revised:October22,2012;PublishedonWeb:October24,2012.∗Correspondingauthor.Email:zwg@;Tel:+86-22-27402251.TheprojectwassupportedbytheNaturalScienceFoundationofTianjin,China(11JCYBJC01900).天津市自然科学基金(11JCYBJC01900)资助项目ⒸEditorialofficeofActaPhysico-Chimica

Sinicadoi:10.3866/PKU.WHXB201210234

石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能

王宏智高翠侠张鹏姚素薇张卫国*(天津大学化工学院杉山表面技术研究室,天津300072)

摘要:以苯胺和氧化石墨烯(GO)为原料,采用电化学方法制备了石墨烯/聚苯胺(GP)复合材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱分析(XPS)对其结构、微观形貌进行了表征,并对复合材料电化学性能进行了测试.结果表明,复合材料保持了石墨烯的基本形貌,聚苯胺颗粒均匀地分散在石墨烯表面,复合材料在500mA·g-1的电流密度下比电容达到352F·g-1,1000mA·g-1下比电容为315F·g-1,经过1000次的充放电循环后容量保持率达到90%,远大于石墨烯和聚苯胺单体的比电容.复合材料放电效率高,电解质离子易于在电极中扩散和迁移.

关键词:石墨烯;聚苯胺;复合;电化学制备;性能中图分类号:O646

SynthesisandElectrochemicalPerformanceofGraphene/Polyaniline

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