电化学方法制备聚苯胺薄膜的生长过程研究.pdf

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1、2014年7月化学工业与工程第31卷第4期Ju1．2014CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGVo1．31No．4doi：10．13353／j．issn．1004．9533．2014．04．007电化学方法制备聚苯胺薄膜的生长过程研究张卫国，尚卫正，李香，王宏智，姚素薇(天津大学化工学院杉山表面技术研究室，天津300072)摘要：利用恒电位法、恒电流法、电位脉冲法，在酸性苯胺溶液中制备了聚苯胺薄膜。采用交流阻抗法(EIS)及扫描电镜(SEM)对聚苯胺生长过程进行了研究。实验结果表明，苯胺电聚合初期

2、的生长为电化学动力学控制下的三维瞬时成核过程，整个聚合过程包括形核孕育期、电化学控制瞬间成核期、扩散控制瞬间成核期、一维径向连续成核期和一维轴向连续成核期5个特征区，生长过程可分为3个阶段，分别形成球状、网状纳米纤维和纳米棒结构。关键词：聚苯胺；电化学；生长过程；微观形貌中图分类号：O646文献标志码：A文章编号：1004—9533(2014)04—0031—05GrowthProcessofPolyanilineFilmPreparedbyElectrochemicalReactionZhangWeiguo，Shang

3、Weizheng，LiXiang，WangHongzhi，YaoSuwei(SugiyamaLaboratoryofSurfaceTechnology，SchoolofChemicalEngineeringandTechnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Potentiostatic，galvanostaticandpotentiostaticpulsemethodswereusedtopreparepolyanilinefilminacidicso

4、lutionofanilinerespectivelyThegrowthprocessofthepolyanilineontheelectrodewascharacterizedbyelectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)andscanningelectronmicroscopy(SEM)．Theresultsshowthattheinitialpolymerizationof"polyanilineisthree-dimensionalinstantaneousnucleati

5、ondominatedbyelectrochemicalkineticsandthewholeprocessisdividedintofiveperiods，in—eludingnucleationinduction，electrochemically—controlledinstantaneousnucleation，diffusion—controlledinstantaneousnucleation，1-Dradialcontinuousnucleation，1一Daxialcontinuousnucleation

6、．Thenuclea—tionandgrowthprocessofpolyanilineisdividedintothreestages：theformationofthesphericalparticle，networknan0herandnan0rodstn】ct1Elre．Keywords：polyaniline；electrochemistry；growthprocess；micromorphology聚苯胺是一种导电聚合物，由于其具有多样的起了广泛的关注。邓梅根等采用化学原位聚合结构、独特的掺杂机制、良好的稳定

7、性以及单体价的方法制备了碳纳米管一聚苯胺纳米复合物，该复合廉易得、合成简单等优点，被认为是最有应用前景物在电流密度为10mA／cm时，比电容为201F／g，的一种导电高分子材料。是碳纳米管的4倍。曾宪伟等在碳纳米管表面近年来，随着超级电容器及其电极材料研究的原位合成了聚苯胺，x射线和热重分析表明聚苯胺进一步深入，聚苯胺以其快速的脱掺杂能力等而引的结晶度和热稳定性较高。冉奋等用化学氧化收稿日期：2013—0l—O9基金项目：天津市自然科学基金(11JCYBJC01900)。作者简介：张卫国(1971一)，男，博士，副教授，

8、主要从事太阳能及氢能利用研究。通信作者：王宏智，电活：(022)27402251，E—mail：wanghz@tju．edu．cn。第31卷第4期张卫国，等：电化学方法制备聚苯胺薄膜的生长过程研究35polyanilinecompositesbyin—situpolymerizationandits结构。format