聚苯胺基羧基化CeO 2 复合材料的制备及电化学性能研究
发布时间：2021-12-22 12:47
近年来,聚苯胺/无机复合材料已经受到广泛的关注,因为它能够结合两者的特性,通过协同效应产生具有特殊功能的新材料。此外,采用表面改性技术处理后的无机纳米粒子能与聚苯胺（PANI）分子结构产生较强的相互作用力使两者结合牢固,提高聚苯胺/无机复合材料的结构和性能。因此,本论文主要围绕聚苯胺基羧基化CeO2复合材料的制备及电化学性能进行研究,为开发出超级电容器用电极材料打下基础。具体开展的研究工作主要是以下三个方面:（1）选用H2SO4和磺基水杨酸（SSA）作为共掺杂剂,采用原位聚合法在不同反应温度下合成出共掺杂PANI。分析了反应温度对共掺杂PANI性能影响,并探讨了共掺杂PANI的电化学特性。结果显示,在10℃反应温度下合成的共掺杂PANI导电性最好,其电导率达到0.1003S/cm。FTIR、TG和XPS分析结果表明,共掺杂PANI（10℃）有较高的掺杂度、氧化状态和热稳定性能。电化学测试结果表明,共掺杂PANI（10℃）具有更小的电荷传质电阻和离子扩散电阻,在0.5A/g电流密度下的比电容值达到106.9F g...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
阳离子自由基聚合机理
学改性改性是进行无机粒子表面改性最常用的方法，该方法是利用改性剂面的官能团发生化学吸附或者化学反应达到表面改性的目的，图 纳米粒表面羧基化示意图。相比物理改性而言，化学改性的优势是无机粒子表面存在大量的配位键。Zhu A 等[66]研究了壳聚糖（CS聚糖（OCMCS）对 Fe3O4纳米颗粒的表面改性，结果显示改性的粒子具有超顺磁性。Yu J H 等[67]通过相对简单的基于两步溶液处具有优异电容的羧基官能化和表面活性剂嵌入石墨烯，与原始石墨基官能化和表面活性剂嵌入可以使其比电容从 50 F g-1调整到 230过 800 次充放电循环后，改性材料的电容量保持在 95%以上，表现稳定性。Zhang M 等[68]将非共价官能化多壁碳纳米管（MWNT）多化铟锡（ITO）涂覆的玻璃板上并用于附着金纳米粒子（GNPs）NT 纳米杂化材料，结果显示，表面活性剂（即十二烷基硫酸钠，疏水链与 MWNTs 侧壁发生相互作用。
工大学硕士学位论文ED-SPAN 对水溶液的 pH 适应范围得到扩大，并且聚苯胺分子主链基越多，ED-SPAN 的电导率也会随着越大，而主链上成功引入一个聚苯胺分子链的亚胺氮原子上既成功增加了一个质子。同时，N-取聚苯胺相比聚苯胺和苯环取代方式的聚苯胺而言稳定性增强，这是基成功替换聚苯胺分子主链结构上的氨基氢原子后不易被氧化造[70]通过 N-苯基甘氨酸在盐酸溶液中的化学氧化聚合成功的制备出中也有较大溶解度的羧基化聚苯胺(NPAN)，1H-NMR 光谱反映出 质子与亚甲基质子的比例为 4：1，这表明在两种单体反应后仅剩NH4基团。元素分析实验表明聚合物骨架中的苯环通过聚合过程中移到醌单元中，聚合机理过程如图 1.5 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]间甲酚和磺酸对聚苯胺“协同掺杂”作用研究[J]. 张可青,王建华,张可荣. 化工新型材料. 2017(10)
[2]接枝聚合法制备PANI/CeO2-APTMS复合材料及其电化学性能[J]. 费洋,黄惠,宋爽,金磊,郭忠诚. 高分子材料科学与工程. 2017(07)
[3]CeO2基中温复合电解质材料的研究进展[J]. 徐丹,李柯慧,高阳,周永军,徐世峰. 电源技术. 2017(04)
[4]Electrochemical capacity fading of polyaniline electrode in supercapacitor:An XPS analysis[J]. Jinxing Deng,Tingmei Wang,Jinshan Guo,Peng Liu. Progress in Natural Science:Materials International. 2017(02)
[5]特定形貌和多孔纳米CeO2的制备及其CO催化氧化研究进展[J]. 侯扶林,李红欣,杨阳,董寒,崔立峰,张晓东. 化工进展. 2017(07)
[6]羧基功能化和表面活性剂修饰对石墨烯电化学性能的影响（英文）[J]. 于建华,许丽丽,朱倩倩,王晓霞,云茂金,董立峰. 无机材料学报. 2016(02)
[7]功能型LED CeO2/苯基硅橡胶封装材料[J]. 林志远,胡孝勇,柯勇. 复合材料学报. 2016(11)
[8]碳纳米管网/聚苯胺复合材料的制备及电化学储能性能[J]. 江奇,陈建康,陈姿,和腊梅,卢晓英,胡爱琳. 高等学校化学学报. 2016(01)
[9]表面改性CeO2基抛光粉在水介质中的悬浮稳定性[J]. 刘振东,李运领,张海龙. 稀土. 2015(04)
[10]不同氧化剂对聚苯胺复合材料性能的影响[J]. 安保贞,张金生,李丽华,李娜. 化工新型材料. 2015(07)
博士论文
[1]超级电容器用聚苯胺纳米纤维的制备、改性和电容特性研究[D]. 方静.中南大学 2012
[2]导电聚苯胺和聚苯胺复合阳极材料的制备及电化学性能研究[D]. 黄惠.昆明理工大学 2009
硕士论文
[1]氨基功能化铈基氧化物制备、表征及可见光催化性能研究[D]. 侯杰.浙江师范大学 2015
[2]碳纤维/聚苯胺/CeO2/WC复合阳极材料制备及电化学性能的研究[D]. 张红艳.昆明理工大学 2014
[3]苯胺—磺酸基苯胺共聚物的制备及其对染料吸附性能的研究[D]. 张卡卡.郑州大学 2014
[4]锌电积用聚苯胺/碳化硼阳极材料制备及性能研究[D]. 李具康.昆明理工大学 2011
[5]聚苯胺/纳米氧化物有机—无机杂化材料的制备研究[D]. 王喜平.西北师范大学 2009
本文编号：3546408
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
阳离子自由基聚合机理
学改性改性是进行无机粒子表面改性最常用的方法，该方法是利用改性剂面的官能团发生化学吸附或者化学反应达到表面改性的目的，图 纳米粒表面羧基化示意图。相比物理改性而言，化学改性的优势是无机粒子表面存在大量的配位键。Zhu A 等[66]研究了壳聚糖（CS聚糖（OCMCS）对 Fe3O4纳米颗粒的表面改性，结果显示改性的粒子具有超顺磁性。Yu J H 等[67]通过相对简单的基于两步溶液处具有优异电容的羧基官能化和表面活性剂嵌入石墨烯，与原始石墨基官能化和表面活性剂嵌入可以使其比电容从 50 F g-1调整到 230过 800 次充放电循环后，改性材料的电容量保持在 95%以上，表现稳定性。Zhang M 等[68]将非共价官能化多壁碳纳米管（MWNT）多化铟锡（ITO）涂覆的玻璃板上并用于附着金纳米粒子（GNPs）NT 纳米杂化材料，结果显示，表面活性剂（即十二烷基硫酸钠，疏水链与 MWNTs 侧壁发生相互作用。
工大学硕士学位论文ED-SPAN 对水溶液的 pH 适应范围得到扩大，并且聚苯胺分子主链基越多，ED-SPAN 的电导率也会随着越大，而主链上成功引入一个聚苯胺分子链的亚胺氮原子上既成功增加了一个质子。同时，N-取聚苯胺相比聚苯胺和苯环取代方式的聚苯胺而言稳定性增强，这是基成功替换聚苯胺分子主链结构上的氨基氢原子后不易被氧化造[70]通过 N-苯基甘氨酸在盐酸溶液中的化学氧化聚合成功的制备出中也有较大溶解度的羧基化聚苯胺(NPAN)，1H-NMR 光谱反映出 质子与亚甲基质子的比例为 4：1，这表明在两种单体反应后仅剩NH4基团。元素分析实验表明聚合物骨架中的苯环通过聚合过程中移到醌单元中，聚合机理过程如图 1.5 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]间甲酚和磺酸对聚苯胺“协同掺杂”作用研究[J]. 张可青,王建华,张可荣. 化工新型材料. 2017(10)
[2]接枝聚合法制备PANI/CeO2-APTMS复合材料及其电化学性能[J]. 费洋,黄惠,宋爽,金磊,郭忠诚. 高分子材料科学与工程. 2017(07)
[3]CeO2基中温复合电解质材料的研究进展[J]. 徐丹,李柯慧,高阳,周永军,徐世峰. 电源技术. 2017(04)
[4]Electrochemical capacity fading of polyaniline electrode in supercapacitor:An XPS analysis[J]. Jinxing Deng,Tingmei Wang,Jinshan Guo,Peng Liu. Progress in Natural Science:Materials International. 2017(02)
[5]特定形貌和多孔纳米CeO2的制备及其CO催化氧化研究进展[J]. 侯扶林,李红欣,杨阳,董寒,崔立峰,张晓东. 化工进展. 2017(07)
[6]羧基功能化和表面活性剂修饰对石墨烯电化学性能的影响（英文）[J]. 于建华,许丽丽,朱倩倩,王晓霞,云茂金,董立峰. 无机材料学报. 2016(02)
[7]功能型LED CeO2/苯基硅橡胶封装材料[J]. 林志远,胡孝勇,柯勇. 复合材料学报. 2016(11)
[8]碳纳米管网/聚苯胺复合材料的制备及电化学储能性能[J]. 江奇,陈建康,陈姿,和腊梅,卢晓英,胡爱琳. 高等学校化学学报. 2016(01)
[9]表面改性CeO2基抛光粉在水介质中的悬浮稳定性[J]. 刘振东,李运领,张海龙. 稀土. 2015(04)
[10]不同氧化剂对聚苯胺复合材料性能的影响[J]. 安保贞,张金生,李丽华,李娜. 化工新型材料. 2015(07)
博士论文
[1]超级电容器用聚苯胺纳米纤维的制备、改性和电容特性研究[D]. 方静.中南大学 2012
[2]导电聚苯胺和聚苯胺复合阳极材料的制备及电化学性能研究[D]. 黄惠.昆明理工大学 2009
硕士论文
[1]氨基功能化铈基氧化物制备、表征及可见光催化性能研究[D]. 侯杰.浙江师范大学 2015
[2]碳纤维/聚苯胺/CeO2/WC复合阳极材料制备及电化学性能的研究[D]. 张红艳.昆明理工大学 2014
[3]苯胺—磺酸基苯胺共聚物的制备及其对染料吸附性能的研究[D]. 张卡卡.郑州大学 2014
[4]锌电积用聚苯胺/碳化硼阳极材料制备及性能研究[D]. 李具康.昆明理工大学 2011
[5]聚苯胺/纳米氧化物有机—无机杂化材料的制备研究[D]. 王喜平.西北师范大学 2009
本文编号：3546408
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