利用電信號(hào)刺激實(shí)現(xiàn)刺激響應(yīng)性聚合物在電極表面的可控組裝,并在電極表面形成聚合物電沉積膜[1,2] 海藻酸是一種多糖類(lèi)生物大分子,具有生物相容性、無(wú)毒性以及相對(duì)較低的成本等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于藥物輸送、抗菌材料及組織工程等領(lǐng)域[3~5] 值得注意的是利用海藻酸能與Ca2+作用形成海藻酸鈣凝膠可以實(shí)現(xiàn)海藻酸的陽(yáng)極電沉積,在組織工程、細(xì)胞識(shí)別以及生物傳感器等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用價(jià)值[5~8]

導(dǎo)電聚合物具有成本低、重量輕以及柔韌性好等優(yōu)點(diǎn),但其作為電容器材料在循環(huán)穩(wěn)定性以及電荷傳輸能力等方面存在不足,通常通過(guò)聚合將導(dǎo)電聚合物摻入非導(dǎo)電或基質(zhì)材料中形成復(fù)合材料克服這些缺點(diǎn)[9,10] 聚苯胺(PANI)是一種重要的導(dǎo)電聚合物,具有原料成本低以及熱穩(wěn)定性較好等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于電容器、傳感器以及光電材料領(lǐng)域[11~14] 電化學(xué)聚合是PANI的制備方法中常用的一種方法,具有反應(yīng)條件簡(jiǎn)單、易于控制、產(chǎn)物純凈和污染少等優(yōu)點(diǎn)[11,14] 近年來(lái),一些PANI和生物大分子結(jié)合形成的材料在電容器和傳感器等方面的研究引起了人們的關(guān)注[9,10,15] 還有一些研究者開(kāi)展了PANI與海藻酸材料在電化學(xué)領(lǐng)域的研究工作[16~18] 例如,Li等[17]在水溶液中聚合得到PANI/海藻酸鈉材料,將其分散液滴加到玻碳電極上,然后在室溫下干燥得到了PANI/海藻酸鈉修飾電極,該電極與純PANI修飾電極相比具有更好的電化學(xué)性能 然而,到目前并沒(méi)有利用電沉積技術(shù)制備PANI和海藻酸材料的研究報(bào)道 此外,利用電沉積技術(shù)在電極上構(gòu)建PANI和海藻酸材料十分有利于其后續(xù)在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用,然而此方面的研究也未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道

本工作開(kāi)展了基于電沉積技術(shù)制備PANI和海藻酸材料的研究,在電極表面構(gòu)建PANI/海藻酸膜,直接制備得到PANI/海藻酸修飾電極,進(jìn)一步開(kāi)展了PANI/海藻酸修飾電極的電化學(xué)性能測(cè)試 該方法具有條件溫和以及后處理簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn),所制備的PANI/海藻酸修飾電極在電化學(xué)領(lǐng)域(例如電容器電極材料、電化學(xué)檢測(cè))具有潛在的應(yīng)用價(jià)值

1 實(shí)驗(yàn)方法1.1 試劑與儀器

海藻酸鈉(粘度≥0.02 Pa·s)、苯胺、碳酸鈣(CaCO3)、濃硫酸(H2SO4,98%)購(gòu)自中國(guó)國(guó)藥化學(xué)試劑有限公司,所有化學(xué)品均為分析純 鉑絲電極、甘汞電極(SCE)和ITO玻璃電極購(gòu)自上海仙仁儀器儀表有限公司

場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(SEM, JEM-7500F),日本電子株式會(huì)社；X射線衍射儀(XRD, Empyrean),荷蘭Panalytical；智能型傅里葉變換紅外光譜儀 (FTIR, Nexus),美國(guó)Therno Nicolet；電化學(xué)工作站(CHI660E),上海辰華儀器有限公司；高精度可編程電源(IT6123),艾德克斯電子(南京)有限公司

1.2 PANI/海藻酸膜的制備

取1 g海藻酸鈉粉末溶解在100 mL蒸餾水中,攪拌4 h制備得到質(zhì)量百分比濃度為1%海藻酸鈉溶液 取適量上述溶液,在溶液中加入CaCO3粉末使其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%,然后對(duì)該混合溶液超聲處理10 min,制得電沉積液 以ITO玻璃為陽(yáng)極,鉑片為陰極,先將兩個(gè)電極分別在乙醇和蒸餾水中超聲清洗5 min,再將兩個(gè)電極同時(shí)浸入到電沉積液中,并將電極用導(dǎo)線連接到可編程直流電源,施加3.5 V電壓電沉積10 min 電沉積結(jié)束后斷開(kāi)電源,從電沉積液中取出陽(yáng)極,用蒸餾水清洗,得到表面有海藻酸電沉積膜的電極

取適量苯胺溶于0.1 mol/L的H2SO4中,制備得到0.1 mol/L的苯胺溶液 然后取適量的苯胺溶液超聲處理10 min后制得電沉積液 以上述有海藻酸電沉積膜的電極作為陽(yáng)極,鉑片作為陰極,將兩電極同時(shí)浸入到苯胺電沉積液中,并將電極用導(dǎo)線連接到可編程直流電源,施加2.0 V電壓電沉積10 min 電沉積結(jié)束后斷開(kāi)電源,從電沉積液中取出陽(yáng)極電極,用蒸餾水清洗,得到表面有PANI/海藻酸膜的電極

1.3 電化學(xué)性能測(cè)試

利用電化學(xué)工作站進(jìn)行電化學(xué)性能分析測(cè)試,使用三電極體系,PANI/海藻酸修飾電極作為工作電極,鉑絲作為對(duì)電極,SCE作為參比電極 電化學(xué)測(cè)試在1 mol/L H2SO4溶液中室溫下進(jìn)行 采用電壓掃描范圍為-0.2 ~0.8 V,在不同的掃描速率下進(jìn)行循環(huán)伏安(CV)測(cè)試 在0.01 Hz~100 kHz頻率范圍內(nèi)進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜測(cè)試 在0.5、1、2、5和10 A/g電流密度下、0~0.8 V電壓范圍內(nèi)進(jìn)行恒流充放電測(cè)試 在10 A/g電流密度下、0~0.8 V電壓范圍內(nèi),通過(guò)1000次的恒流充放電測(cè)試評(píng)估循環(huán)穩(wěn)定性

1.4 表征

將海藻酸膜或PANI/海藻酸膜從電極表面取下后干燥,用SEM對(duì)PANI/海藻酸膜的微觀結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行分析；將干燥之后的海藻酸膜、PANI或PANI/海藻酸膜在研缽中研磨成粉末,采用XRD分析樣品的相組成,采用FTIR分析化學(xué)成分

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果2.1 基于電沉積技術(shù)構(gòu)建PANI/海藻酸膜

本工作基于電沉積技術(shù)在電極表面構(gòu)建PANI/海藻酸膜,其過(guò)程如圖1a所示 從圖1b可以看到,未進(jìn)行電沉積的裸ITO玻璃透明均一,表面無(wú)沉積膜 從圖1c可以觀察到,進(jìn)行了海藻酸陽(yáng)極電沉積的電極表面有一層無(wú)色透明的膜 在海藻酸陽(yáng)極電沉積過(guò)程中,陽(yáng)極附近發(fā)生水的電化學(xué)分解產(chǎn)生H+,隨后H+與電沉積液中的CaCO3反應(yīng)釋放出Ca2+并生成HCO3-；釋放的Ca2+與海藻酸鏈相互作用,誘導(dǎo)海藻酸發(fā)生溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變,從而在陽(yáng)極表面形成海藻酸電沉積膜[7,8]

圖1



圖1電沉積技術(shù)構(gòu)建PANI/海藻酸膜

Fig.1Schematic illustration of the fabrication of the PANI/alginate film (a); Images of the bare ITO slide (b); the alginate film (c), the PANI film (d) and the PANI/alginate film (e) on ITO slide; The PANI/alginate film peeled from ITO (f)

從圖1d可以發(fā)現(xiàn)電極表面有一層深綠色的膜,這是由電沉積液中的苯胺發(fā)生電化學(xué)聚合后在電極表面形成的PANI膜,膜顏色與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的顏色一致[9,19,20] 苯胺在酸性溶液中的電化學(xué)聚合首先是苯胺單體被氧化成陽(yáng)離子自由基,然后通過(guò)頭-尾偶合形成二聚體,二聚體可以被氧化形成新的自由基陽(yáng)離子,形成的自由基陽(yáng)離子可以與自由基陽(yáng)離子單體或與自由基陽(yáng)離子二聚體反應(yīng),分別形成三聚體或四聚體,直至形成PANI聚合物[20~22] 此外,上述電極表面形成的PANI膜非常薄,很難從電極上分離下來(lái)作為獨(dú)立的膜材料使用

從圖1e可以發(fā)現(xiàn),利用本工作的電沉積方法可以在電極表面制得一層深綠色的膜(PANI/海藻酸膜),這與上述PANI膜的顏色相同,說(shuō)明了膜中存在PANI 圖1f是電極表面取下來(lái)的PANI/海藻酸膜的照片,可以發(fā)現(xiàn)PANI/海藻酸膜可以完整的從電極表面取下來(lái) 因此與PANI膜相比,PANI/海藻酸膜可以穩(wěn)定的存在于電極表面,還可以從電極表面取下來(lái)作為獨(dú)立的膜材料 值得一提的是,本工作基于電沉積技術(shù)制備PANI和海藻酸材料,在電極表面得到PANI/海藻酸膜,該方法將海藻酸的電沉積技術(shù)與苯胺的電化學(xué)聚合結(jié)合起來(lái),具有條件溫和以及后處理簡(jiǎn)單方便的優(yōu)點(diǎn) 該方法還可以直接構(gòu)建PANI/海藻酸修飾電極,因此十分有利于在電化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

圖2a為海藻酸膜、PANI和PANI/海藻酸膜的XRD圖譜 從圖中可以看出,海藻酸膜在2θ=13.4°和21.4°有兩個(gè)峰,PANI在2θ=24.1°附近有一個(gè)峰,PANI/海藻酸膜在2θ=14°、21.7°和24°附近有三個(gè)峰,這與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的海藻酸和PANI的特征峰相符合,并且海藻酸的引入對(duì)PANI的特征峰產(chǎn)生了影響[17,23,24] Karthik等[23]也發(fā)現(xiàn)海藻酸在2θ=14°和23°處顯示出特征峰,PANI在2θ=25°處表現(xiàn)出特征峰,而PANI/海藻酸納米纖維的XRD圖譜也顯示出PANI的特征峰,且由于PANI和海藻酸的分子間相互作用,PANI的特征峰變寬 Yu等[24]也發(fā)現(xiàn)純PANI在2θ=24.84°表現(xiàn)出特征峰,海藻酸在2θ=13.77°和22.05°處表現(xiàn)出特征峰,PANI/海藻酸納米纖維2θ=14.38°和21.55°表現(xiàn)出峰值,納米纖維結(jié)晶度由于海藻酸的引入而發(fā)生變化,這可以通過(guò)分子間相互作用的增強(qiáng)來(lái)解釋

圖2



圖2海藻酸膜、PANI、PANI/海藻酸膜的XRD圖(a)和FITR圖(b)

Fig.2XRD patterns (a) and FTIR spectra (b) of the alginate film, the PANI film and the PANI/alginate film

如圖2b所示,海藻酸膜的FTIR光譜在1609、1424和1033 cm-1處的峰分別是由-COO-(不對(duì)稱(chēng))、-COO-(對(duì)稱(chēng))和C-O-C的伸縮振動(dòng)引起的,這與文獻(xiàn)報(bào)道的海藻酸特征峰相符合[23,25] PANI的FTIR光譜在1564、1490、1298和1109 cm-1處顯示出PANI的特征峰,其中位于1564和1490 cm-1處的峰分別為苯環(huán)結(jié)構(gòu)和醌環(huán)結(jié)構(gòu)中C=C的伸縮振動(dòng)峰；位于1298 cm-1處的峰為C-N的伸縮振動(dòng)峰；而位于1109 cm-1處的峰為C-H的面內(nèi)彎曲振動(dòng)峰[13,17,24,26] 在PANI/海藻酸膜的FITR光譜中可以觀察到海藻酸和PANI的特征峰,其中在1601和1023 cm-1處為海藻酸的峰,在1545、1496、1313和1106 cm-1處的峰為PANI的峰,這表明膜中存在著PANI和海藻酸 因此,以上XRD和FTIR結(jié)果均表明,本工作基于電沉積技術(shù)在電極上制備得到了PANI/海藻酸膜

圖3為海藻酸膜以及PANI/海藻酸膜的SEM截面圖 從圖3a、b可以發(fā)現(xiàn),海藻酸膜呈現(xiàn)出均勻單一的微觀結(jié)構(gòu)形貌 從圖3c、d可以觀察到,PANI/海藻酸膜呈現(xiàn)出明顯不同于海藻酸膜的結(jié)構(gòu),在PANI/海藻酸膜中可以看到一些孔洞結(jié)構(gòu),這與Liu等[27]利用海藻酸與Ca2+之間相互作用進(jìn)行海藻酸電沉積得到的海藻酸膜的SEM表面形貌相似；孔洞結(jié)構(gòu)中有顆粒狀的物質(zhì),顆粒狀物質(zhì)的形貌與相關(guān)文獻(xiàn)利用SEM觀察到的PANI的微觀結(jié)構(gòu)形貌相似[17,28],故在本工作中PANI被引入海藻酸膜中并改變了海藻酸膜的微觀結(jié)構(gòu)形貌 Liu等[10]指出,苯胺單體可滲入到多孔結(jié)構(gòu)纖維素膜中,纖維素可與苯胺的胺基相互作用形成氫鍵,加入引發(fā)劑后苯胺單體在纖維素基質(zhì)中聚合,膜的顏色由無(wú)色變?yōu)樯罹G色 Yu等[24]也指出,海藻酸會(huì)與海藻酸之間形成氫鍵或與苯胺之間形成氫鍵,在苯胺和海藻酸的混合溶液中會(huì)首先生成海藻酸-苯胺復(fù)合物,且該復(fù)合物可以在PANI/海藻酸納米纖維的合成過(guò)程中作為模板 上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)電沉積技術(shù)可以使苯胺在海藻酸膜中進(jìn)行電化學(xué)聚合生成PANI/海藻酸膜,PANI的引入會(huì)改變海藻酸膜的結(jié)構(gòu),PANI/海藻酸膜中存在孔洞結(jié)構(gòu)

圖3



圖3海藻酸膜和PANI/海藻酸膜的SEM圖

Fig.3SEM images of the alginate film (a, b) and the PANI/alginate film (c, d)

2.2 電化學(xué)性能測(cè)試

首先對(duì)各個(gè)修飾電極進(jìn)行了CV測(cè)試 從圖4a可以發(fā)現(xiàn),裸電極及海藻酸修飾電極的伏安響應(yīng)電流較?。欢鳳ANI修飾電極和PANI/海藻酸修飾電極的CV曲線上出現(xiàn)了三對(duì)氧化還原峰,分別對(duì)應(yīng)于PANI三種氧化還原狀態(tài) 三對(duì)氧化還原對(duì)(約為0.22 V/0.12 V、0.78 V/0.73 V、0.49 V/0.41 V)分別為其還原態(tài)和中間氧化態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化、中間氧化態(tài)和完全氧化態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化以及其鄰位偶聯(lián)或降解產(chǎn)物[13,17] 此外,電化學(xué)電容與其CV曲線面積成正比[10] 從圖4a可以發(fā)現(xiàn),PANI/海藻酸修飾電極的CV曲線面積明顯大于PANI修飾電極的CV曲線面積,這表明PANI/海藻酸修飾電極比PANI修飾電極具備更高的電化學(xué)電容

圖4



圖4裸電極、海藻酸修飾電極、PANI修飾電極和PANI/海藻酸修飾電極的循環(huán)伏安曲線(a)和PANI修飾電極、PANI/海藻酸修飾電極的交流阻抗譜(b)

Fig.4CVs of the bare electrode, the alginate modified electrode, the PANI modified electrode and the PANI/alginate modified electrode at a scan rate of 100 mV/s (a); Nyquist plots of the PANI modified electrode and the PANI/alginate modified electrode in a frequency range of 0.01 Hz~100 kHz (b)

分別測(cè)量了PANI修飾電極以及PANI/海藻酸修飾電極在0.01 Hz~100 kHz頻率范圍內(nèi)的電化學(xué)阻抗譜(圖4b) 高頻區(qū)與電極表面性質(zhì)有關(guān),主要反映電荷轉(zhuǎn)移電阻,而低頻區(qū)則與擴(kuò)散電阻有關(guān),主要反映電容性能[13,18] 在高頻區(qū),PANI修飾電極和PANI/海藻酸修飾電極的電荷轉(zhuǎn)移電阻分別為107.60 Ω和50.27 Ω,表明PANI/海藻酸修飾電極具有較低的電荷轉(zhuǎn)移電阻；在低頻區(qū),PANI/海藻酸修飾電極的電化學(xué)阻抗譜斜率更大,表明PANI/海藻酸修飾電極具有更好的電容性能 產(chǎn)生上述結(jié)果的原因可能為PANI/海藻酸膜的孔洞結(jié)構(gòu)可增大電解質(zhì)與電極材料的接觸面積,有利于電解質(zhì)的傳輸[13,16,17] 劉翠仙等 [13]發(fā)現(xiàn)當(dāng)PANI具有足夠的孔隙結(jié)構(gòu)時(shí),有利于增大電解質(zhì)與電極材料之間的接觸面積,可以為電解質(zhì)的擴(kuò)散提供良好的轉(zhuǎn)移途徑 Zheng等[16]指出,Sn@PANI/海藻酸鈉水凝膠自支撐結(jié)構(gòu)可以為電子和離子提供良好的電荷轉(zhuǎn)移途徑,降低電荷轉(zhuǎn)移電阻 Li等[17]也指出,PANI/海藻酸鈉的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有助于減小擴(kuò)散層中的內(nèi)阻,有助于增加電極材料的電容和能量密度

在不同掃描速率下對(duì)PANI/海藻酸修飾電極進(jìn)行了CV測(cè)試 從圖5可以發(fā)現(xiàn),電流強(qiáng)度隨CV掃描速率的增加而增加；并且不同掃描速率下的CV曲線的形狀相似,隨著掃描速率的增加,CV曲線的面積增加；即使在500 mV/s的掃描速率下,PANI/海藻酸修飾電極的CV曲線仍然具有三對(duì)氧化還原峰,表明PANI/海藻酸修飾電極具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性 Liu等[10]在不同掃描速率下對(duì)PANI/纖維素修飾電極進(jìn)行了CV測(cè)試,發(fā)現(xiàn)隨著掃描速率的增加,CV曲線的面積增加,在50 mV/s的掃描速率下也觀察到三對(duì)氧化還原峰,顯示出良好的電化學(xué)穩(wěn)定性

圖5



圖5在不同掃描速率下的PANI/海藻酸修飾電極循環(huán)伏安曲線

Fig.5CVs of the PANI/alginate modified electrode at different scan rates

裸電極、海藻酸修飾電極、PANI修飾電極以及PANI/海藻酸修飾電極的恒流充放電曲線如圖6a所示 可以看出,裸電極和海藻酸修飾電極的恒流充放電時(shí)間非常短；而PANI修飾電極和PANI/海藻酸修飾電極的恒流充放電時(shí)間變長(zhǎng)；但PANI/海藻酸修飾電極的恒流充放電時(shí)間更長(zhǎng),表明其具備更好的電荷儲(chǔ)存能力 圖6b顯示了在不同電流密度下的PANI/海藻酸修飾電極恒流充放電曲線,可以發(fā)現(xiàn)充放電曲線非線性對(duì)稱(chēng),這是由于PANI/海藻酸修飾電極中PANI帶來(lái)的贗電容所致 同時(shí)還可以看出,電流密度越大,所需的充放電時(shí)間越短,這可能是因?yàn)殡S著充放電電流密度的增大,電極材料的氧化還原反應(yīng)來(lái)不及完成,電極材料的利用率降低[12,18]

圖6



圖6裸電極、海藻酸修飾電極、PANI修飾電極和PANI/海藻酸修飾電極的恒流充放電曲線和PANI/海藻酸修飾電極在不同電流密度下的恒流充放電曲線

Fig.6Galvanostatic charge-discharge curves of the bare electrode, the alginate modified electrode, the PANI modified electrode and the PANI/alginate modified electrode at a current density of 1 A/g (a); and the PANI/alginate modified electrode at different current densities (b)

循環(huán)穩(wěn)定性是用于電容器的電極材料的一個(gè)重要參數(shù)[9,18] 如圖7所示,隨著循環(huán)次數(shù)的增加,PANI/海藻酸修飾電極和PANI修飾電極的電容都減小,但PANI/海藻酸修飾電極的電容下降速率明顯小于PANI修飾電極的電容下降速率 經(jīng)過(guò)1000次循環(huán)后,PANI/海藻酸修飾電極的電容保持率為52%,而PANI修飾電極的電容保持率僅為29%,表明PANI/海藻酸修飾電極具有比PANI修飾電極更好的循環(huán)穩(wěn)定性 產(chǎn)生上述結(jié)果的原因可能為H+在PANI鏈中的摻雜或去摻雜都會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電聚合物膨脹和收縮,其電容在一定的充電/放電循環(huán)后會(huì)顯示出下降的趨勢(shì),但海藻酸和PANI分子鏈之間的相互作用有效地克服了在充電/放電過(guò)程中材料膨脹和收縮的趨勢(shì)[16~18] 因此,以上一系列電化學(xué)性能測(cè)試分析結(jié)果表明,利用電沉積技術(shù)構(gòu)建的PANI/海藻酸修飾電極可以應(yīng)用于電容器電極材料

圖7



圖7PANI修飾電極和PANI/海藻酸修飾電極的循環(huán)穩(wěn)定性

Fig.7Cycling stabilities of the PANI modified electrode and the PANI/alginate modified electrode

3 結(jié)論

基于電沉積技術(shù)在電極表面制備了可以穩(wěn)定存在于電極表面的PANI/海藻酸膜,直接構(gòu)建出PANI/海藻酸修飾電極 PANI/海藻酸膜為深綠色,其可以從電極表面取下來(lái)作為獨(dú)立的膜材料 循環(huán)伏安、電化學(xué)阻抗以及恒流充放電測(cè)試結(jié)果表明,相較于PANI修飾電極,PANI/海藻酸修飾電極具備更高的電化學(xué)電容、更好的電化學(xué)穩(wěn)定性、更小的電荷轉(zhuǎn)移電阻、更好的電荷儲(chǔ)存能力和循環(huán)穩(wěn)定性

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Preparation and electrochemical performance of composites of polyaniline coated carbon micro-coils

[J]. Chin. J. Mater. Res., 2018, 32: 58

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史泰龍, 唐國(guó)霞, 趙晨曦 等.

聚苯胺包覆酸處理螺旋碳纖維材料的制備和電化學(xué)性能

[J]. 材料研究學(xué)報(bào), 2018, 32: 58

DOI [本文引用: 1]

用原位聚合和乳液聚合兩種方法制備聚苯胺(PANI)包覆螺旋碳纖維(CMCs)復(fù)合材料,使用紅外光譜(FTIR),掃描電子顯微鏡(SEM),X射線衍射(XRD)等手段對(duì)其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征 結(jié)果表明,用硝酸處理CMCs (表示為H-CMCs)為纖維表面提供含有羧基等含氧官能團(tuán) 這為苯胺在H-CMCs表面的聚合提供基礎(chǔ),有助于PANI附著在H-CMCs的表面 用循環(huán)伏安、恒流充放電、交流阻抗等電化學(xué)方法測(cè)試了復(fù)合材料的電化學(xué)特性,結(jié)果表明：PANI包覆H-CMCs,其比電容值明顯高于H-CMCs自身,表現(xiàn)出良好的大電容性能 原位聚合法更有益于PANI與H-CMCs的協(xié)同作用,使復(fù)合體的電容性能提高

[13]

Liu C X, Yu Y G, Chang Y Z, et al.

Studies on preparation and electrochemical properties of electrochromic conductive polyaniline solid supercapacitor

[J]. Acta Polym. Sin., 2016, (3): 352

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劉翠仙, 余雅國(guó), 常云珍 等.

電致變色型導(dǎo)電聚苯胺固態(tài)超級(jí)電容器的構(gòu)建與性能研究

[J]. 高分子學(xué)報(bào), 2016, (3): 352

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Bhadra S, Khastgir D, Singha N K, et al.

Progress in preparation, processing and applications of polyaniline

[J]. Prog. Polym. Sci., 2009, 34: 783

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Polyaniline-chitosan nanocomposite: High performance hydrogen sensor from new principle

[J]. Sens. Actuat., 2011, 160B: 1020

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Zheng J, Yu X, Wang C, et al.

Facile synthesis of three-dimensional reinforced Sn@polyaniline/sodium alginate nanofiber hydrogel network for high performance lithium-ion battery

[J]. J. Mater. Sci., 2016, 27: 4457

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Li Y Z, Zhao X, Xu Q, et al.

Facile preparation and enhanced capacitance of the polyaniline/sodium alginate nanofiber network for supercapacitors

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Huang H B, Zeng X P, Li W, et al.

Reinforced conducting hydrogels prepared from the in situ polymerization of aniline in an aqueous solution of sodium alginate

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徐 浩, 延 衛(wèi), 馮江濤.

聚苯胺的合成與聚合機(jī)理研究進(jìn)展

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用原位聚合和乳液聚合兩種方法制備聚苯胺(PANI)包覆螺旋碳纖維(CMCs)復(fù)合材料,使用紅外光譜(FTIR),掃描電子顯微鏡(SEM),X射線衍射(XRD)等手段對(duì)其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征 結(jié)果表明,用硝酸處理CMCs (表示為H-CMCs)為纖維表面提供含有羧基等含氧官能團(tuán) 這為苯胺在H-CMCs表面的聚合提供基礎(chǔ),有助于PANI附著在H-CMCs的表面 用循環(huán)伏安、恒流充放電、交流阻抗等電化學(xué)方法測(cè)試了復(fù)合材料的電化學(xué)特性,結(jié)果表明：PANI包覆H-CMCs,其比電容值明顯高于H-CMCs自身,表現(xiàn)出良好的大電容性能 原位聚合法更有益于PANI與H-CMCs的協(xié)同作用,使復(fù)合體的電容性能提高

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Polyaniline synthesis by chemical and electrochemical methods is reviewed. The considerable progress which has been made in characterizing and understanding the properties of polyaniline derived from aniline is discussed. Finally, the progress towards technological applications is evaluated.

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Biofabrication to build the biology-device interface

1

2010