磁場對苯胺微乳液體系相行為的影響及聚苯胺電化學(xué)性能的表征.pdf

1、聚苯胺(PANI)作為最具有商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的導(dǎo)電高分子之一，由于其合成簡便、摻雜機(jī)制獨(dú)特、環(huán)境穩(wěn)定性和電化學(xué)性能良好等優(yōu)點(diǎn)，受到了人們的廣泛關(guān)注。目前，PANI已廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)材料中，如pH傳感器、二次電池、膜材料以及防腐涂料等。
　　 磁場對自由基類聚合反應(yīng)有顯著的影響，將磁場引入到PANI的合成過程中，可以使其產(chǎn)物的摻雜度、電導(dǎo)率、結(jié)晶性及熱穩(wěn)定性等得到明顯改善。但由于化學(xué)法合成的PANI難溶難熔，從而嚴(yán)重制約了其電化學(xué)性能方

2、面的基礎(chǔ)研究。碳紙?jiān)跇O寬的電位范圍內(nèi)具有電化學(xué)惰性、幾何比表面積大、孔徑尺寸微小、高導(dǎo)電性及化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，利用碳紙負(fù)載PANI為工作電極，能夠有效表征PANI的電化學(xué)性能。
　　 本文通過SDBS/正丁醇(n-butanol)/苯胺/水微乳液體系的擬三元相圖，考察了恒定磁場(0.4T)和助表面活性劑與表面活性劑的質(zhì)量比(Km=mn-butanol/mSDBS)對苯胺微乳液聚合體系的相行為、電導(dǎo)行為以及微乳化作用的影響。首次以

3、碳紙負(fù)載PANI為工作電極，通過循環(huán)伏安和Tafel測試，探討了磁場強(qiáng)度、氧化劑濃度和聚合時間對微乳液聚合法合成PANI電化學(xué)性能的影響；并通過對PANI的X射線衍射(XRD)、熱分析(TGA)、電導(dǎo)率以及傅立葉紅外光譜(FT-IR)表征分析，印證了其電化學(xué)性能分析結(jié)果的可靠性。
　　 研究結(jié)果表明，在SDBS/正丁醇(n-butanol)/苯胺/水微乳液體系中，隨著醇含量的增加，微乳區(qū)面積先增大后減小，當(dāng)Km值為1時，形成的微

4、乳區(qū)最大；外加磁場可以增大微乳區(qū)面積；通過對有、無外加磁場條件下溶液電導(dǎo)率隨水含量變化規(guī)律分析，印證了擬三元相圖的表征結(jié)果。TEM分析結(jié)果表明，磁場條件下合成的PANI顆粒比無磁場條件下合成的PANI顆粒小；電導(dǎo)率、TGA和XRD分析結(jié)果表明，磁場條件下合成的PANI具有更高的導(dǎo)電性、規(guī)整度和熱穩(wěn)定性；FT-IR譜圖分析表明，由于磁場的取向作用使分子間相互作用力降低，分子鏈離域程度增大，使磁場條件下合成PANI的主要特征峰有向低頻方向移