CN105646921A - 一种独立的聚苯胺导电膜的制备方法 - Google Patents
一种独立的聚苯胺导电膜的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105646921A CN105646921A CN201610157855.4A CN201610157855A CN105646921A CN 105646921 A CN105646921 A CN 105646921A CN 201610157855 A CN201610157855 A CN 201610157855A CN 105646921 A CN105646921 A CN 105646921A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- conducting membrane
- pan
- independent
- preparation
- membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 title claims abstract description 45
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- MIOPJNTWMNEORI-GMSGAONNSA-N (S)-camphorsulfonic acid Chemical compound C1C[C@@]2(CS(O)(=O)=O)C(=O)C[C@@H]1C2(C)C MIOPJNTWMNEORI-GMSGAONNSA-N 0.000 claims description 14
- PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N Aniline Chemical compound NC1=CC=CC=C1 PAYRUJLWNCNPSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 11
- RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N m-cresol Chemical compound CC1=CC=CC(O)=C1 RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229940100630 metacresol Drugs 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 claims description 7
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 claims description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 7
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 2
- YZMHQCWXYHARLS-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,2-disulfonic acid Chemical compound C1=CC=CC2=C(S(O)(=O)=O)C(S(=O)(=O)O)=CC=C21 YZMHQCWXYHARLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N toluene-4-sulfonic acid Chemical compound CC1=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C1 JOXIMZWYDAKGHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007848 Bronsted acid Substances 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 16
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 2
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- -1 carbon nano-tube compound Chemical class 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/02—Polyamines
- C08G73/026—Wholly aromatic polyamines
- C08G73/0266—Polyanilines or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D179/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09D161/00 - C09D177/00
- C09D179/02—Polyamines
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/08—Anti-corrosive paints
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
- C09D5/24—Electrically-conducting paints
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/48—Conductive polymers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
- C08J2379/02—Polyamines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种独立的聚苯胺导电膜及其制备方法，所述步骤包括制备本征态聚苯胺，将制备的本征态聚苯胺与有机质子酸混合掺杂，再加入有机溶剂，搅拌至溶胀成均一的铸膜液，用涂膜法在玻璃片基质上制得所述聚苯胺导电膜。本发明的制备方法简单方便，易于实施，成本低，不需要大型设备。所制得的聚苯胺导电膜是一种独立自由膜，膜面积可控可裁剪，具有优良的柔韧性和导电性，平均导电率可达32.8S/cm。另外，所制备的聚苯胺导电膜可广泛应用于电极材料、超级电容器、电化学储能元件等领域中，并可以制作柔性器件，具有很大的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种功能高分子材料领域，具体涉及一种聚苯胺导电膜的制备方法。
背景技术
超级电容器是在德国物理学家赫姆霍兹提出的界面双电层理论的基础上建立的一种全新的电容器，作为21世纪的新型的能源储存器件，具有高比功率、高比能量、充放电快速、使用温度宽、寿命长、安全性高、无污染、节约能源等诸多明显优势，并在各类电器设备系统广泛应用。
导电高分子材料因其质量轻、成本低、导电性优异等特点一直被广大研究者所青睐。在超级电容器电极材料之中，聚苯胺与其它导电高分子材料、贵金属以及过渡金属氧化物比较，它具有原料简单易得、成本低廉、合成工艺简便、比表面积高、掺杂现象独特、导电率高且可控、在空气中稳定等优点。导电聚苯胺一直被认为最有前景的导电高分子材料之一。但由于分子间存在强烈相互作用和高刚性链，导电状态的聚苯胺几乎不溶于任何溶剂，加热至分解仍然不溶解，综合力学性能差，用传统方法无法直接加工，使得很大程度上限制了导电聚苯胺的应用。制备聚苯胺膜是突破其难加工现状的一种有效方法，也是促使聚苯胺工业化的有效途径。
电极材料是影响超级电容器性能的首要问题之一，也是超级电容器当前的研究热点。清华大学的孟垂舟课题组公开了一种超薄全固态超级电容器(CN101937776B,2011.12.21)。虽然该方法制备的电容器具备良好的柔韧性，但其采用碳纳米管复合膜作为电极材料，不仅工艺繁琐，而且造价高，难以大规模生产。此外，贵金属及过渡金属氧化物资源有限且价格昂贵，使得这类电极材料难以大规模生产。因此，开发成本廉价、导电性能优异的电极材料是本领域亟需大力发展的研究方向。
发明内容
本发明克服现有技术的缺陷，提供了一种独立的聚苯胺导电膜及其制备方法。所述方法原料易得，操作简单；得到的聚苯胺导电膜具有优良的柔韧性和导电性，在电极材料、超级电容器、电化学储能元件、防静电涂料和防腐涂料等领域中具有广泛的应用。
本发明的目的之一在于提供一种独立的聚苯胺导电膜及其制备方法；
本发明是通过下述技术方案加以实现的：
本发明的一种独立的聚苯胺导电膜的制备方法，其包括以下主要步骤：
(1)以苯胺为原料，在酸性水溶液条件下，通过过硫酸铵引发原位聚合，合成聚苯胺(PANI)，再经过碱处理得到本征态聚苯胺(PANI-EB)；
(2)将步骤(1)得到的本征态聚苯胺(PANI-EB)与有机质子酸和有机溶剂混合后搅拌，得到聚苯胺导电膜的铸膜液；
(3)将步骤(2)得到的聚苯胺导电膜的铸膜液涂滴在玻璃片上，干燥后得到独立的聚苯胺导电膜。
其中，步骤(1)中，
所述酸选自盐酸、硫酸；优选地，为盐酸。
所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾；优选地，为氢氧化钠。
所述原位聚合的反应温度为0-5℃；优选地，为0℃。
所述原位聚合的反应时间为12-24h；优选地，为24h。
所述碱处理的温度为10-20℃；优选地，为20℃。
所述碱处理的时间为12-24h；优选地，为24h。
所述苯胺：酸：过硫酸铵：碱的质量比为10：2：11.4：4。
所述步骤(1)得到的聚苯胺(PANI-EB)为本征态聚苯胺(PANI-EB)。
其中，步骤(2)中，
所述有机质子酸选自樟脑磺酸(CSA)、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸(DBSA)、萘磺酸、壬二基萘二磺酸中的一种或几种的组合；优选地，为樟脑磺酸(CSA)、十二烷基苯磺酸(DBSA)。
所述有机溶剂选自间甲酚、二甲苯、氯仿、甲苯、二氯甲烷中的一种或几种的组合；优选地，为间甲酚、甲苯。
所述步骤(2)中混合搅拌的温度为10-20℃；优选地，为20℃。
所述步骤(2)中混合搅拌的时间为8-12h；优选地，为12h。
所述本征态聚苯胺(PANI-EB)：有机质子酸：有机溶剂的质量比为1：1.7：33。在一个具体的实施方式中，所述的本征态聚苯胺和樟脑磺酸和十二烷基苯磺酸的优选质量比为1：0.7：1，所述的间甲酚和甲苯的优选体积比为1:5；
所述步骤(2)中，用步骤(1)得到的聚苯胺(PANI-EB)与有机质子酸和有机溶剂混合。
所述步骤(2)中，搅拌至溶胀成均一的聚苯胺导电膜铸膜液。
其中，步骤(3)中，
所述涂滴为涂膜法涂滴；。
所述步骤(3)中操作的温度为10-20℃；优选地，为20℃。
所述步骤(3)中操作的时间为8-12h；优选地，为12h。
所述干燥的方式包括晾干、烘干，所述烘干可在红外灯下进行。
本发明的一个具体的实施例方式中，所述独立的聚苯胺导电膜的制备方法包括：
(1)以苯胺为原料，在酸性水溶液条件下，通过过硫酸铵引发原位聚合，合成聚苯胺(PANI)，再经过碱处理得到本征态聚苯胺(PANI-EB)；
(2)用(1)所述得到的聚苯胺(PANI-EB)与有机质子酸和有机溶剂混合,混合均匀后转入容器中搅拌12小时，得到聚苯胺导电膜的铸膜液；
其中：所述有机质子酸是樟脑磺酸(CSA)和十二烷基苯磺酸(DBSA)，所述有机溶剂是间甲酚和甲苯；
(3)将(2)所述得到的铸膜液用涂膜法涂滴在干净的玻璃片上，在红外灯下晾干后撕下，得到独立的聚苯胺导电膜。
本发明还提出了一种独立的聚苯胺导电膜，其中，所述独立的聚苯胺导电膜是一种独立自由膜，膜面积可控可裁剪，具有优良的柔韧性和导电性，平均导电率可达32.8S/cm。另外，该类导电膜还在电极材料、超级电容器、电化学储能元件、防静电涂料和防腐涂料等领域中具有一定的实用价值，并可以制作柔性器件。
本发明另一目的在于提供上述聚苯胺导电膜在电极材料、超级电容器、电化学储能器件、防静电涂料和防腐涂料等方面的应用。
本发明的有益效果在于，所述聚苯胺导电膜制备过程简单，易于实施，成本低，不需要大型设备。所制得的聚苯胺导电膜是一种独立自由膜，膜面积可控可裁剪，具有优良的柔韧性和导电性，平均导电率可达32.8S/cm。另外，所述聚苯胺导电膜可以应用于电极材料、超级电容器、电化学储能元件、防静电涂料和防腐涂料等领域中，并可以制作柔性器件，具有很大的实用价值。
附图说明
图1为实施例2制备的独立的聚苯胺导电膜实物图。
图2分别为比较实施例1-6制备的独立的聚苯胺导电膜的实物图。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
一、本征态聚苯胺(PANI-EB)的制备
实施例1
将10mL已蒸馏提纯的苯胺单体和6.5mL的浓盐酸溶于30mL蒸馏水中，充分搅拌，冷却至0℃。将11.4g的过硫酸铵溶于20mL蒸馏水中，待完全溶解后缓慢滴加到苯胺溶液中，温度控制在0～5℃，反应过夜，反应后，用大量蒸馏水洗，少量甲醇洗至甲醇洗液无色，真空干燥24小时，合成聚苯胺PANI。在上述制备的聚苯胺中加入100ml1M的氢氧化钠水溶液，20℃下搅拌24小时，反应后，用大量蒸馏水洗，少量甲醇洗至甲醇洗液无色，真空干燥24小时。
二、独立的聚苯胺导电膜的制备
实施例2
将0.18g聚苯胺粉末、0.12g樟脑磺酸和0.18g十二烷基苯磺酸充分混合均匀,加入1mL间甲酚和5mL甲苯搅拌12h,得到均匀的铸膜液。将玻璃片超声洗净干燥后，将铸膜液涂滴在玻璃片上，置于红外灯下晾干，即得独立的聚苯胺导电膜。
比较实施例1
用将0.18g聚苯胺粉末、0.09g樟脑磺酸和0.09g十二烷基苯磺酸混合均匀,加入1mL间甲酚和5mL甲苯搅拌12h,得到均匀的铸膜液。将玻璃片超声洗净干燥后，将铸膜液涂滴在玻璃片上，置于红外灯下晾干。
比较实施例2
将0.18g聚苯胺粉末、0.075g樟脑磺酸和0.045g十二烷基苯磺酸和5mL甲苯搅拌12h，得到均匀的铸膜液。将玻璃片超声洗净干燥后，将铸膜液涂滴在玻璃片上，置于红外灯下晾干。
比较实施例3
将0.18g聚苯胺粉末、0.064g樟脑磺酸和0.0129g十二烷基苯磺酸和5mL甲苯搅拌12h,得到均匀的铸膜液。将玻璃片超声洗净干燥后，将铸膜液涂滴在玻璃片上，置于红外灯下晾干。
比较实施例4
将0.18g聚苯胺粉末、0.2g樟脑磺酸和0.12g十二烷基苯磺酸和5mL甲苯搅拌12h，得到均匀的铸膜液。将玻璃片超声洗净干燥后，将铸膜液涂滴在玻璃片上，置于红外灯下晾干。
比较实施例5
将0.1g聚苯胺粉末和0.2g樟脑磺酸混合均匀,加入1.5mL间甲酚继续搅拌约3分钟后，直接涂滴在玻璃片上，置于红外灯下晾干。
比较实施例6
将0.1g聚苯胺粉末和0.2g十二烷基苯磺酸混合均匀,加入1.5mL间甲酚继续搅拌约3分钟后，直接涂滴在玻璃片上，置于红外灯下晾干。
实施例2及比较实施例3-8制得的聚苯胺导电膜性能结果见表一，其中采用四探针法测导电率，再求平均值。
表一
| 成膜状况 | 平均电导率(S/cm) | |
| 实施例2 | 柔韧性好 | 32.80 |
| 比较实施例1 | 硬、脆、易裂 | 18.74 |
| 比较实施例2 | 软、脆、易裂 | —— |
| 比较实施例3 | 硬、脆、易裂 | —— |
| 比较实施例4 | 软、黏糊、破裂 | 18.20 |
| 比较实施例5 | 表面颗粒明显，久置变脆 | 126.63 |
| 比较实施例6 | 表面似碳化、破裂成碎片 | —— |
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (10)
1.一种独立的聚苯胺导电膜的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)以苯胺为原料，在酸性水溶液条件下，通过过硫酸铵引发原位聚合，合成聚苯胺PANI，再经过碱处理得到本征态聚苯胺PANI-EB；
(2)将步骤(1)得到的聚苯胺PANI-EB与有机质子酸和有机溶剂混合后搅拌，得到聚苯胺导电膜的铸膜液；
(3)将步骤(2)得到的聚苯胺导电膜的铸膜液涂滴在干净的玻璃片上，干燥后得到所述独立的聚苯胺导电膜。
2.如权利要求1所述的独立的聚苯胺导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述酸选自盐酸、硫酸；所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾。
3.如权利要求1所述的独立的聚苯胺导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述原位聚合的反应温度为0-5℃；所述原位聚合的反应时间为12-24h；所述碱处理的温度为10-20℃；所述碱处理的时间为12-24h。
4.如权利要求1所述的独立的聚苯胺导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述苯胺：酸：过硫酸铵：碱的质量比为10：2：11.4：4。
5.如权利要求1所述的独立的聚苯胺导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述的质子酸选自樟脑磺酸、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸、萘磺酸、壬二基萘二磺酸中的一种或几种的组合。
6.如权利要求1所述的独立的聚苯胺导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述的有机溶剂选自间甲酚、二甲苯、氯仿、二氯甲烷、甲苯中的一种或几种的任意组合。
7.如权利要求1所述的独立的聚苯胺导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，混合搅拌的温度为10-20℃；混合搅拌的时间为8-12h。
8.如权利要求1所述的独立的聚苯胺导电膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述聚苯胺PANI-EB：有机质子酸：有机溶剂的质量比为1：1.7：33。
9.如权利要求1-8之任一项所述的独立的聚苯胺导电膜，其特征在于，所制得的聚苯胺导电膜是一种独立自由膜，膜面积可控可裁剪，具有优良的柔韧性和导电性，平均导电率可达32.8S/cm。
10.如权利要求9所述的独立的聚苯胺导电膜在制备电极材料、超级电容器、电化学储能元件、防静电涂料和防腐涂料中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610157855.4A CN105646921A (zh) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 一种独立的聚苯胺导电膜的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610157855.4A CN105646921A (zh) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 一种独立的聚苯胺导电膜的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105646921A true CN105646921A (zh) | 2016-06-08 |
Family
ID=56494753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610157855.4A Pending CN105646921A (zh) | 2016-03-18 | 2016-03-18 | 一种独立的聚苯胺导电膜的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105646921A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106637993A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-10 | 西南大学 | 聚苯胺导电蚕丝织物的制备方法 |
| CN106637983A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-10 | 西南大学 | 聚吡咯导电棉织物的制备方法 |
| CN106702746A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-24 | 西南大学 | 聚苯胺导电羊毛织物的制备方法 |
| CN106758241A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-31 | 西南大学 | 聚吡咯导电涤纶织物的制备方法 |
| CN106758240A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-31 | 西南大学 | 聚吡咯导电羊毛织物的制备方法 |
| CN106872083A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-06-20 | 扬州大学 | 一种聚苯胺/弹性体拉伸型电容传感器的制备方法 |
| CN113389052A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-09-14 | 东华大学 | 一种低发射率聚苯胺复合织物及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1144228A (zh) * | 1995-08-25 | 1997-03-05 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 多孔性聚苯胺薄膜制备方法 |
| CN1962972A (zh) * | 2006-11-23 | 2007-05-16 | 华东理工大学 | 一种导电聚苯胺纳米纤维的制备方法 |
| CN102568841A (zh) * | 2012-01-06 | 2012-07-11 | 黑龙江大学 | 聚苯胺薄膜电极的制备方法 |
-
2016
- 2016-03-18 CN CN201610157855.4A patent/CN105646921A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1144228A (zh) * | 1995-08-25 | 1997-03-05 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 多孔性聚苯胺薄膜制备方法 |
| CN1962972A (zh) * | 2006-11-23 | 2007-05-16 | 华东理工大学 | 一种导电聚苯胺纳米纤维的制备方法 |
| CN102568841A (zh) * | 2012-01-06 | 2012-07-11 | 黑龙江大学 | 聚苯胺薄膜电极的制备方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106637993A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-10 | 西南大学 | 聚苯胺导电蚕丝织物的制备方法 |
| CN106637983A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-10 | 西南大学 | 聚吡咯导电棉织物的制备方法 |
| CN106702746A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-24 | 西南大学 | 聚苯胺导电羊毛织物的制备方法 |
| CN106758241A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-31 | 西南大学 | 聚吡咯导电涤纶织物的制备方法 |
| CN106758240A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-05-31 | 西南大学 | 聚吡咯导电羊毛织物的制备方法 |
| CN106872083A (zh) * | 2017-03-07 | 2017-06-20 | 扬州大学 | 一种聚苯胺/弹性体拉伸型电容传感器的制备方法 |
| CN113389052A (zh) * | 2021-08-06 | 2021-09-14 | 东华大学 | 一种低发射率聚苯胺复合织物及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105646921A (zh) | 一种独立的聚苯胺导电膜的制备方法 | |
| Liew et al. | Enhanced capacitance of EDLCs (electrical double layer capacitors) based on ionic liquid-added polymer electrolytes | |
| Wang et al. | Effect of graphene oxide on the properties of its composite with polyaniline | |
| Sudhakar et al. | Tubular array, dielectric, conductivity and electrochemical properties of biodegradable gel polymer electrolyte | |
| Ryu et al. | Polyaniline doped with dimethyl sulfate as a nucleophilic dopant and its electrochemical properties as an electrode in a lithium secondary battery and a redox supercapacitor | |
| CN105733260A (zh) | 一种石墨烯/导电高分子聚合物气凝胶及其制备方法 | |
| Zhou et al. | A general strategy via chemically covalent combination for constructing heterostructured catalysts with enhanced photocatalytic hydrogen evolution | |
| CN101923961B (zh) | 一种固态铝电解电容器用碳/铝复合阴极箔及其制备方法 | |
| CN101875718B (zh) | 一种具有导电性能的聚酯/氧化石墨复合材料及其制备方法 | |
| Wang et al. | PAMPS/MMT composite hydrogel electrolyte for solid-state supercapacitors | |
| CN103346024B (zh) | 高导电性柔性石墨烯膜电极的制备方法 | |
| CN102760870B (zh) | 一种石墨烯/聚噻吩衍生物复合材料、其制备方法及应用 | |
| CN102432874A (zh) | 石墨烯负载有序聚苯胺纳米棒阵列电极材料的制备方法 | |
| CN104091931B (zh) | 多边缘MoS2纳米片/石墨烯复合纳米材料及制备方法 | |
| CN103396547B (zh) | 一种掺杂态聚苯胺晶体的制备方法 | |
| CN102558586B (zh) | 一种聚乙烯醋酸乙烯酯复合膜的制备方法 | |
| JP2020525636A (ja) | 自己剥離トリアゾール−トリホルミルフロログルシノールベースの、高および可逆リチウムイオン貯蔵用共有結合性有機ナノシート | |
| Winie et al. | Hexanoyl chitosan/ENR25 blend polymer electrolyte system for electrical double layer capacitor | |
| Teoh et al. | Preparation and performance analysis of barium titanate incorporated in corn starch‐based polymer electrolytes for electric double layer capacitor application | |
| Shi et al. | Controlling conduction environments of anion exchange membrane by functionalized SiO2 for enhanced hydroxide conductivity | |
| CN103203252A (zh) | 三维网络结构复合材料、制备方法及应用 | |
| Sheng et al. | Use of an [EMIM][OAc]/GVL-based organic electrolyte solvent to engineer chitosan into a nanocomposite organic ionogel electrolyte for flexible supercapacitors | |
| US20120182666A1 (en) | Conductive polymer composites | |
| Wu et al. | Hybrid electrolyte SiW9MoV2/rGO/SPEEK for solid supercapacitors with enhanced conductive performance | |
| CN106449180B (zh) | 一种提高石墨烯基超级电容器的比电容的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160608 |