本科毕业论文--聚苯胺／活性炭复合材料的制备极其电化学性能的研究

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1、河南科技学院2011届本科毕业论文论文题目：聚苯胺／活性炭复合材料的制备及其性能研究学生姓名：所在院系：化学化工学院所学专业：化学工程与工艺导师姓名：完成时间：2011年5月26日9聚苯胺／活性炭复合材料的制备极其电化学性能的研究摘要本文以商品化活性炭为原料,在1mol/L硫酸环境下采用电化学法制备了纯聚苯胺和聚苯胺/活性炭复合材料(PA-NI/C),然后对其进行了形貌分析、紫外、灰分和电导率的测定，结果表明，合成的掺杂态聚苯胺颗粒粒度在300nm左右，其电导率随掺杂介质的种类而改变。掺杂态聚苯胺的N原子与氢离子结

2、合形成的价电子被分配到大分子结构中形成共轭，从而使吸收带向长波方向发生了红移。关键词：聚苯胺，活性炭，电导率，气敏材料9PerparationandElectrochemistryPerformanceofPolyaniline/ActivatedCarbonCompositeMaterialsQiliminSchoolofChemistryandChemicalEngineering，HenanInstituteofScienceandTechnologyAbstractInthispaper,commercia

3、lactivatedcarbonasrawmaterials,In1mol/Lsulfuricacidenvironmentwaspreparedbyelectrochemicalpurepolyanilineandpolyaniline/carboncomposites(PA-NI/C),Thenitsthemorphologyanalysis,UV,ashandconductivitymeasurement,Theresultsshowthat，dopedPolyanilinesynthesizedinthe3

4、00nmparticlesizeofabout,Conductivitywithdopingchangethetypeofmedia.PolyanilinedopedwithNatomstoformhydrogenionsareassignedtothevalenceelectronstructureofconjugatedmolecules,Sothattheabsorptionbandredshiftstolongerwavelengthoccurred.Keywords:Polyaniline，Activat

5、edcarbon，Conductivity，Gas-sensitivematerials9目录1．引言12.基本原理12.1原理方法12.2电化学聚合法13.实验部分13.1仪器与试剂13.2实验步骤23.2.1手工打磨23.2.2浸泡23.2.3化学除油2化学除油的配置方法33.2.4水洗33.3实验样品的合成33.3.1纯聚苯胺的合成33.3.2聚苯胺／活性炭的合成33.4性能测试43.4.1灰分的测定43.4.1.1灰分的测定方法43.4.1.2灰分的测定结果43.4.2水分的测定43.4.2.1水分的测定方

6、法43.4.2.2水分测试结果43.4.3形貌分析43.4.3.1形貌扫描方法43.4.3.2形貌扫描结果53.4.4电导率测试53.4.4.1电阻测试方法53.4.4.2电导率测试结果53.4.5紫外分光测试63.4.5.1紫外分光测试方法63.4.5.2紫外分光测试结果64．结论8参考文献9致谢1091．引言导电高分子材料作为新兴不可替代的基础有机材料之一，几乎可以用于现代所有新兴产业及高科技领域。与普通聚合物相比，导电聚合物的显著特点使得它在传感器等方面都有巨大的应用潜力[3]。在导电高分子家族中，聚苯胺(P

7、ANI)具有优异的物理化学性能，独特掺杂机制和良好的环境稳定性，而且原料廉价易得、合成工艺简便。本实验采用电化学法制备了PANI材料和掺杂活性炭的PANI材料，并对它们的电导率和紫外性能进行了测定。对进一步研究聚苯胺在传感器方面的应用和提高气体传感器的灵敏度和选择性具有一定的意义。2.基本原理2.1原理方法在不锈钢电极表面，苯胺聚合的实质是自由基引发的自催化聚合反应，在苯胺的氧化电位下，苯胺失去一个电子变成阳离子自由基，阳离子自由基的化学活性很高，可以进攻另一个苯胺分子，得到二聚体；二聚体也可以氧化形成阳离子自由基

8、，它进攻苯胺分子得到三聚体。因此苯胺的聚合过程就是聚苯胺氧化产物与苯胺分子不断结合，使链变长的过程。采用电化学法制备导电聚合物的化学反应机理并不复杂，从反应机理上来讲，电化学聚合反应属于氧化偶合反应。研究结果表明，当电解液在PH＝1左右时，苯胺电聚合产物中联苯亚胺的相对量迅速变化，该现象与酸性介质酸度对联苯胺重排反应动力学的影响一致[1]，在苯胺电聚合初期，