乳液法合成聚苯胺材料及其電化學(xué)性能的分析與表征.pdf

1、導(dǎo)電聚合物由于其顯著的器件應(yīng)用而引起了人們的廣泛關(guān)注。在眾多的導(dǎo)電聚合物中，由于聚苯胺（PANI）固有的導(dǎo)電性、氧化還原性及光學(xué)性能，而成為最引人注目的導(dǎo)電高分子之一。目前，PANI已被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)材料中，如pH傳感器、生物傳感器、二次電池、膜材料、電致變色器件及防腐涂料等。
　　 在過去幾十年中，涂膜法是被用作表征化學(xué)法合成PANI電化學(xué)性能的主要手段。由于碳紙具有高的電導(dǎo)率、穩(wěn)定的化學(xué)性能、小的孔徑尺寸、大的表面積及電化學(xué)

2、惰性等特點，因此，以碳紙負(fù)載PANI作為電極材料，可以解決PANI的不溶不熔性、PANI膜的均勻性及成膜物的絕緣性等問題。
　　 本文首次以碳紙為載體，將其置于苯胺的乳液聚合體系中，利用聚合過程中在其表面形成均勻、連續(xù)、致密的PANI膜，并以碳紙負(fù)載PANI為工作電極表征PANI的電化學(xué)性能，從而有效解決了PANI電化學(xué)測試中的靈敏度、準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性問題。采用三氯化鐵和過硫酸銨（FeCl3/APS）為復(fù)合氧化劑，在乳液聚合體系中

3、制備了十二烷基苯磺酸（DBSA）摻雜的PANI和PANI/乙炔黑（PANI/AB）復(fù)合材料；同時以碳紙負(fù)載PANI和碳紙負(fù)載PANI/AB 復(fù)合材料作為工作電極，對PANI和PANI/AB復(fù)合材料的電化學(xué)性能（循環(huán)伏安及塔菲爾曲線）進(jìn)行有效的實時表征，并通過對產(chǎn)物電導(dǎo)率、產(chǎn)率、FT-IR、XRD和TGA的對比分析，印證了產(chǎn)物電化學(xué)性能的表征結(jié)果。
　　 研究結(jié)果表明：（1）當(dāng)FeCl3和APS的摩爾比為3.5：1，F(xiàn)eCl3/A

4、PS復(fù)合氧化劑與苯胺的摩爾比為3：1，反應(yīng)時間為8h，以及DBSA與苯胺的摩爾比為0.8：1時，PANI的各項性能達(dá)到最佳值。此條件下制備的PANI與單獨APS制備的PANI相比，其循環(huán)伏安曲線峰電流、腐蝕電位、電導(dǎo)率及產(chǎn)率更高，同時其結(jié)晶性和熱穩(wěn)定性也得到了明顯改善。（2）當(dāng)PANI/AB復(fù)合材料中的乙炔黑（AB）含量達(dá)到5％，F(xiàn)eCl3/APS復(fù)合氧化劑和苯胺的摩爾比為3：1，反應(yīng)時間為8h，以及DBSA與苯胺的摩爾比為0.8：1時