掺杂聚吡咯_聚乙烯醇复合材料的制备与性能研究.docx

掺杂聚吡咯/聚乙烯醇复合材料的制备与性能研究丹3林生岭龙郑家青张庆涛(江苏科技大学材料科学与工程学院,镇江212003)摘要以过硫酸铵为氧化剂,对甲基苯磺酸钠为掺杂剂,PVA为改性剂采用化学氧化法制备了聚吡咯(PPy)/PVA复合材料。用红外光谱、拉曼光谱以及扫描电镜等表征手段对比研究了复合材料与单一聚吡咯产物结构和形貌变化,研究了复合材料的电化学性能,实验结果表明,PVA的加入对聚吡咯的性能改善有一定的影响,PVA添加量为015g时复合材料有较大的电导率,经循环伏安和充放电测试表明,复合材料具有较好的电化学性能。关键词聚吡咯/聚乙烯醇复合材料,化学氧化合成,电导率,循环伏安Prepositionandelectrochemicalpropertiesofdopedpolypyrrole/PVAcompositematerialLinShenglingLongDanZhengJiaqingZhangQingtao(InstituteofMaterialsScienceandEngineering,JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212003)AbstractPPy/PVAcompositematerialswerepreparedbychemicaloxidationmethodwithammoniumpersulfateasoxidant,TsONaasdopant.Theperformanceofcompositematerialsandsingleproductwerecomparativestudied.ThestructureandmorphologywerecharacterizedbyFT2IRspectrum,Ramanspectrum,X2raydiffractionandSEM.There2sultsshowedthatPVAhadacertaininfluenceonimprovingtheperformanceofPPy,whenthedosageof015gPVAcom2positeshadgreaterelectricalconductivityandhadgoodelectrochemicalpropertiesbycyclicvoltammetryandcharge2dis2chargetest.Keywordspolypyrrole/PVAcompositematerial,chemicallyoxidationsynthesis,conductivity,cyclicvoltammetry由于吡咯单体是非致癌物质,因此合成聚吡咯(PPy)引起众多研究者的兴趣,PPy容易合成,稳定性好,还原电位低,良好的环境稳定性、较高的导电率被认为是最有应用前景的新型的导电高分子功能材料之一[123]。其独特的性能在电极材料、生物传感器、光电子器件等领域得到应用,但是作为功能材料,其离实际应用仍有相当大的距离,如难溶难熔方面的缺陷,难以将其加工成所需的型材,导电性热稳定性有待于进一步提高、机械强度差等。目前国内外的研究成果多集中在掺杂、结构及导电性能方面。PPy表现出的良好的电化学性能使其在超级电容器以及新型电极材料方面有潜在的应用价值,其氧化还原特性也成为近年来研究的热点。本实验采用化学氧化法合成PPy/PVA复合材料,采用循环伏安法研究了其电化学特性,并通过红外及拉曼光谱,表征了其结构变化。吡咯(Py):上海科丰化学试剂有限公司,AR,二次减压蒸馏使用;PVA∶AR,平均分子量1800;甲苯242磺酸钠,过硫酸铵,均由国药集团化学试剂有限公司提供。1.2仪器红外光谱采用德国DIGILAB2FTS2000红外光谱仪进行测试;采用日本岛津XRD26000型X射线衍射仪进行结构分析;热重采用美国PE公司PyrisDiamond热重分析仪测试;日本JEOLJSM26480型扫描电子显微镜分析样品粒径分布和表观形貌;拉曼光谱采用法国JOBINYVONS.A.公司LabramInfinity共焦显微拉曼光谱仪进行测试;用ZL5智能LCR测量仪测定电阻值(R),换算得出电导率。1.3电化学测试采用三电极体系,工作电极为PPy所涂覆的镍网,辅助电极213型铂电极,参比电极为饱和甘汞电极(SCE,以下所有电位均相对于SCE)。将准备好的三电极体系连接到电化学工作站(CHI660c型,上海辰华仪器有限公司)上,扫描速度201实验部分1.1原料与试剂基金项目:国家自然科学基金;江苏科技大学博士启动基金(2006CL0035)作者简介:林生岭(1957-),男,博士,教授,研究方向:光谱电化学及材料化学。联系人:龙丹(1983-),女,在读硕