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1、河北工业大学硕士学位论文微纳米结构聚苯胺的制备与性能研究摘要近年来，聚苯胺因原料易得、合成简单、环境稳定性好和电化学特性优良而成为目前导电聚合物领域的研究热点，特别是微纳米结构聚苯胺因其潜在的包括在分子导线、生物传感器、气体分离及光电子器件等领域的应用而备受人们的关注。本文运用化学氧化法，以两性结构物质为掺杂剂制备出聚苯胺微纳米管，选用微观形貌不同的聚苯胺作锂二次电池正极材料，通过电池组配工艺和测试条件的变化，利用电化学工作站和充放电测试等设备考察其电化学性能并对其进行分析。考察多种工艺条件对聚苯胺电导率及微观形貌的影响并进行优化，通过实验得到高电导率的
2、优化条件为：过硫酸铵与苯胺单体物质量比为1.0:1；反应时间为11h；甲基橙与苯胺的摩尔比为0.06:1；盐酸用量与苯胺的物质量比为1.5:1；反应温度为0℃。反应过程中快速搅拌，逐滴滴加氧化剂，反应产物依次用水、甲醇、乙醚洗涤等条件下得到产物的电导率高，微观形貌规整有序。运用红外光谱（FT-IR）分析、热失重（TGA）分析、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X-射线衍射（XRD）、紫外光谱分析（UV）、四探针等测试手段对所得聚苯胺的结构和性能进行测试和表征，并对聚苯胺管的形成机理进行研究。选用微观形貌不同的聚苯胺作锂二次电池正极材料，通过恒电流充
3、放电、循环伏安、交流阻抗等手段对组装的锂二次电池的电化学性能进行测试，考察了电池制作过程中各种条件对电池性能的影响。结果表明，在小电流充放电条件下，使用20%配比的粘结剂，5%配比的炭黑，正极片的成型压力为20MPa，正极片的厚度较薄时电池的综合性能最好,正极材料的微观形貌对电池性能有重要影响，当正极材料具有规整有序的微观形貌时，电池的放电比容量和循环效率较高。关键词：聚苯胺，锂二次电池,微纳米结构，电导率，微观形貌，正极材料，电化学性能i微纳米结构聚苯胺的制备与性能研究STUDYONPREPARATIONANDPERFORMANCEOFMICRO/NA
4、NOSTRUCTUREPOLYANILINEABSTRACTRecentlyyears,polyanilinehasbecomeafocusinconductingpolymersduetoitseaseofpreparation,remarkableprocessability,excellentenvironmentstability,specialelectronicproperties.Especially,micro/nanostructurepolyanilinehavereceivedgreatinterestbecauseitcouldb
5、epotentiallyusedinincludingpolymericconductingmolecularwires,biosensors,gasseparation,electronicdevices,etc.Inthisarticle,micro/nanostructuresPANIwerepreparedbyoxidativechemicalpolymerization.PANIwithdifferentmorphologiesusedasanodeoflithiumsecondarybattery.Electrochemicalperform
6、anceofthebatterieswereinvestigatedandanalyzed.Themicrocosmicmorphologiesandconductivitiesofpolyanilinewereinfluencedbyacidconcentration,oxidantconcentration,methylorangeconcentrationandreactiontemperature,timeandotherfactors.Thesefactorswereinvestigatedandoptimized.Inthecondition
7、ofn(MO):n(An)=0.06、n(HCl):n(An)=1.5、n(APS):n(An)=1,APSwasdroppedintothesystem,rapidstirring,thereactiontemperaturewas0℃,thereactiontimewas11hours,theproductswerewashedwithdeionizedwater,methanolandetherinsequence,polyanilinewithordermorphologywasobtained.Thethermalstability，condu
8、ctivities，constitutions,structuresandmic
