导电聚苯胺纳米片的合成与表征
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导电聚苯胺的制备方法及应用一、导电聚苯胺的概述导电聚苯胺(conductive polyaniline)是一种具有导电性的聚合物材料,具有良好的导电性、可调控性和化学稳定性的特点。
它可以通过一系列的化学方法进行合成,而且在能源存储、传感器、光电器件等领域具有广泛的应用前景。
二、导电聚苯胺的制备方法导电聚苯胺可以通过化学氧化聚合法、电化学聚合法和生物法等多种方法进行制备。
2.1 化学氧化聚合法化学氧化聚合法是导电聚苯胺制备的主要方法之一。
通常使用苯胺(aniline)作为单体,氧化剂作为引发剂。
具体步骤如下: 1. 在室温下将苯胺溶解在酸性或碱性溶液中; 2. 慢慢加入氧化剂,使苯胺氧化为导电聚苯胺; 3. 继续搅拌和加热,使反应进行完全; 4. 过滤、洗涤、干燥得到导电聚苯胺。
2.2 电化学聚合法电化学聚合法是另一种常用的导电聚苯胺制备方法。
具体步骤如下: 1. 准备电解槽,其中包含两个电极(工作电极和对电极)和电解质溶液; 2. 将苯胺溶液加入电解槽,以工作电极为阳极,在一定电位下进行电解; 3. 通过对电极吸引氧化的苯胺阳离子,使其在工作电极上还原为导电聚苯胺; 4. 继续电解一段时间,直到得到所需的导电聚苯胺。
2.3 生物法生物法是一种新兴的导电聚苯胺制备方法,利用微生物和酶的活性来实现聚合反应。
具体步骤如下: 1. 首先选择一种能够催化聚苯胺聚合的微生物或酶; 2. 将微生物或酶与苯胺和氧化剂一起共同反应,使聚苯胺在微生物或酶的催化下形成; 3. 继续培养和培育微生物或酶,使产物得到进一步优化。
三、导电聚苯胺的应用领域导电聚苯胺在各个领域都有广泛的应用,以下列举了其中的几个典型应用领域。
3.1 能源存储领域导电聚苯胺作为一种具有导电特性和化学稳定性的聚合物材料,可用于高性能电池、超级电容器等能源存储设备的制备。
它可以作为电极材料,提高电池的电导率和储能密度。
3.2 传感器领域导电聚苯胺具有灵敏度高、响应速度快的特点,在生物传感器、化学传感器等领域有广泛应用。
导电聚苯胺的化学合成及导电性能魏渊石圆圆罗亚茹刘正伦(广州大学化学化工学院化工系)摘要导电聚苯胺是结构和性能最稳定的导电高分子材料, 有较广泛的应用前景。
本实验用化学氧化合成方法,研究了氧化剂种类、用量以及介质酸的浓度等因素对苯胺聚合反应及产物性能的影响,并运用四探针法在电阻率测试仪上完成了PAn的电导率测试。
关键词导电聚苯胺,化学合成,掺杂,电导率前言传统的有机化合物由于分子间的相互作用弱,一般皆认为是绝缘体。
因而过去一直只注重高分子材料的力学性能和化学性能。
20世纪50年代初人们发现有些有机物具有半导体性质;60年代末又发现了一些具有特殊晶体结构的电荷转移复合物;70年代初发现了具有一定的导电性的四硫富瓦烯一四睛代对苯醒二甲烷(TTF一TCNQ)。
1977年人们发现:聚乙炔化学掺杂后电导率急剧增加,可以达到金属秘的导电性能。
此后人们开始关注高分子材料的导电性,逐渐开发出各种导电性高分子材料,如聚乙炔、聚毗咯、聚噬吩和聚苯胺等。
直到1984年聚苯胺才被MacDiarmid等人重新开发,他们在酸性条件下制备了高电导率的聚苯胺;1987年,日本桥石公司和精工电子公司联合制得了用聚苯胺为电极制成的钮扣式二次电池作为商品投向市场,使聚苯胺很快成为导电高分子中的研究热点[1]。
本实验采用盐酸进行掺杂,使苯胺氧化聚合为聚苯胺,而且就氧化剂的种类与用量、介质酸的浓度等因素对苯胺聚合产物的产率和导电性能的影响等进行了探究。
其聚合反应历程如0.1所示【2】图0.1 Radical reaction course of PANI polymerization 聚合反应可以分为三步:链引发、链增长和链终止。
首先,苯胺被慢速氧化形成阳离子自由基,苯胺阳离子自由基的形成是决定反应速率主要的一步。
接着,这个自由基阳离子可能失去质子或电子,与苯胺单体结合生成一个苯胺的二聚体,这种结合主要是以头尾相连接的方式结合,二聚体一旦形成,就可以被氧化剂迅速的氧化成醒亚胺结构,这是因为它的氧化潜能低于苯胺的氧化潜能。
导电聚苯胺的制备方法及应用导电聚苯胺是一种具有导电性质的高分子材料,其制备方法主要有化学氧化聚合法、电化学聚合法以及光聚合法等。
导电聚苯胺具有优良的导电性能和化学稳定性,因此在许多领域具有广泛的应用,如电子学、能源储存和传感器等。
一、化学氧化聚合法化学氧化聚合法是制备导电聚苯胺最常用的方法之一、该方法通过将苯胺溶解在酸性溶液中,然后加入氧化剂与苯胺反应,从而聚合形成导电聚苯胺。
具体的制备过程如下:1.酸性溶液的制备:将硫酸等酸性物质溶解在水中,调整pH值为酸性。
2.混合物的制备:将苯胺溶解在酸性溶液中,并加入氧化剂。
常用的氧化剂包括过硫酸铵、过氧化氢等。
3.聚合反应:将混合物在室温下静置一段时间,即可观察到溶液由无色逐渐变为蓝色或绿色,说明导电聚苯胺的形成。
4.聚合产物的处理:将聚合产物通过过滤、洗涤等方法进行固体分离和纯化。
二、电化学聚合法电化学聚合法是一种通过电活性物质进行电化学聚合的方法。
该方法通常使用两个电极(阳极和阴极)将苯胺溶液置于电解质中,通过控制电极之间的电势差,使苯胺发生氧化和还原反应,从而聚合形成导电聚苯胺。
具体的制备过程如下:1.电解槽的制备:将两个金属电极(阳极和阴极)插入电解质中,保持一定的距离。
2.溶液的制备:将苯胺溶解在电解质中,形成聚合溶液。
3.聚合反应:通过施加电压或电流,将电解槽连接到外部电源上,控制电极之间的电势差,使苯胺发生氧化和还原反应,从而聚合形成导电聚苯胺。
4.聚合产物的处理:将电极从聚合溶液中取出,经过洗涤、干燥等处理,得到聚合产物。
三、光聚合法光聚合法是一种利用光照激发苯胺发生聚合反应的方法。
该方法首先将苯胺溶解在溶剂中,然后加入光敏剂,通过光源的照射,使苯胺发生氧化聚合。
具体的制备过程如下:1.溶液的制备:将苯胺溶解在溶剂中,形成聚合溶液。
2.光敏剂的添加:适量的光敏剂被加入到聚合溶液中。
3.光照反应:将聚合溶液放置在光源下,进行照射。
光敏剂与光源发生反应,释放活性物质,使苯胺发生氧化聚合反应,形成导电聚苯胺。
聚苯胺纳米材料的制备与表征导电聚苯胺以其较高的电导率、良好的稳定性以及单体廉价易得、合成简单、具有独特的掺杂/脱掺杂机理等优点,一直是导电高分子材料的研究热点[1],并且在电磁屏蔽、太阳能电池、超级电容器[4]、化学传感器[5]、防腐蚀[6]、气体分离及催化等方面有着广阔的应用前景.聚苯胺的合成方法有很多,如乳液聚合法、微乳液聚合法、模板浸渍法、界面聚合法、快速混合法、电化学聚合法等,其中快速混合法是在掺杂剂存在的条件下,将含有苯胺的溶液与含有氧化剂的溶液快速混合,这种方法不仅操作简便、工艺简单、条件温和,而且能够防止由于氧化剂的浓度不均匀和苯胺聚合的自催化作用引起的聚合不均匀现象[10].本文以对甲苯磺酸为掺杂酸,以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,在水溶液中进行苯胺的单体氧化聚合,通过控制n(掺杂酸)/n(单体),合成不同掺杂比例的聚苯胺.通过测试不同掺杂比例的聚苯胺的导电性能,确定最优的对甲苯磺酸掺杂量.1实验方法1.1试剂与仪器苯胺(An),AR,XX市大茂化学试剂厂;过硫酸铵(APS),AR,XX市科密欧化学试剂有限公司;对甲苯磺酸(APS),AR,XX市大茂化学试剂厂;乙醇,AR,XX市恒兴化学试剂制造有限公司;去离子水.苯胺单体使用前经一次减压蒸馏,其他试剂未经处理直接使用.1.2合成方法酸掺杂PANI的合成方法:取蒸馏后的苯胺单体0.54mL和20mL不同浓度的对甲苯磺酸配置成混合溶液A,再配置1.37g过硫酸铵和20mL不同浓度的对甲苯磺酸的混合溶液B,将B 溶液直接倒入A溶液中,室温下闭口静置,反应8h.将所得混合溶液抽滤,所得沉淀即为聚苯胺粗产品.分别用去离子水和无水乙醇洗涤聚苯胺粗产品数次至洗脱液呈无色且pH中性,通风干燥箱中85℃干燥24h后取出,研磨得样.本征态PANI的合成方法:将墨绿色的掺杂态聚苯胺用1.5mol/L的氨水浸泡过夜,次日抽滤,利用相同浓度的氨水洗涤数次,再用蒸馏水洗涤至滤液pH呈中性,85℃干燥后即得本征态的PANI.1.3测试与表征聚苯胺结构用傅立叶变换红外光谱仪(FTIRspectra,Frentier,Perkinelmer公司),紫外可见光谱仪(UV–Visspectra,CARY-300,美国Varian公司),扫描电子显微镜(JSM-6360LV),数显电导率仪(DDS-11A).2结果与讨论2.1红外光谱分析图1和图2为本征态以及不同比例掺杂的聚苯胺的傅里叶变换红外光谱图,其中图1中掺杂态聚苯胺的掺杂比例为n(TSA)/n(An)=1.由图1和图2可知,本征态PANI分别在1588、1494、1301、1163和827cm-1附近特征吸收峰,分别依次对应聚苯胺链上醌式、苯式结构的骨架振动伸缩特征吸收峰,C-N的伸缩振动峰,N-Q-N(Q为醌环)的特征吸收峰,苯环中C-C弯曲振动特征吸收峰和醌环中的C-H的特征吸收峰.掺杂后的聚苯胺含有聚苯胺基本官能团的所特有的特征吸收峰,说明掺杂的对甲苯磺酸的聚苯胺保留着聚苯胺的基本结构.但掺杂后聚苯胺的红外特征吸收峰相对未掺杂的峰强明显减弱;另一方面,掺杂对甲苯磺酸后的聚苯胺和未掺杂的相比,聚苯胺的特征吸收峰向低波数分别移动了大约26、16、10、30、16cm-1波数,这充分说明掺杂剂的掺杂量对聚苯胺的结构有一定的影响.这可能是由于掺杂的对甲苯磺酸可能使得聚苯胺分子链中的电子云密度降低,降低了原子间的力常数,产生诱导效应.同时掺杂作用使得分子链中的电子的离域化作用增强,产生共轭效应.以上两种效应同时作用,使得聚苯胺的红外吸收峰向低波数发生了移动.2.2紫外可见光谱分析图3为不同比例的对甲苯磺酸掺杂后的聚苯胺的紫外可见吸收光谱图.从图3中可以看出,未掺杂和掺杂对甲苯磺酸的聚苯胺均分别在330nm和627nm处出现了特征吸收峰,依次对应苯环的π-π*跃迁和醌环结构的特征吸收峰.掺杂对甲苯磺酸后的聚苯胺依然保留了聚苯胺的特征吸收峰,但本征态PANI的吸收峰由于掺杂发生了红移.其中当n(TSA)/n(An)=0.5时,掺杂后的聚苯胺与本征态相比,其特征峰从330nm红移至334nm,627nm红移至631nm,且峰强最强,峰宽加大.这可能是因为对甲苯磺酸掺杂后的聚苯胺分子链上电荷离域的更为充分,π电子更容易跃迁,跃迁时所需能量更低,有利于电荷的离域,形成共轭结构的程度提高,因此大大增强了聚苯胺材料的导电性能.2.3对甲苯磺酸掺杂的聚苯胺的微观形貌分析图4是对甲苯磺酸掺杂后的聚苯胺扫描电镜图片.据报道[14],高浓度的强酸有利于聚苯胺纳米纤维的生成,中强酸和弱酸掺杂下即使酸的浓度很大也只产生纳米纤维和颗粒混合的聚苯胺.本研究掺杂酸选用的是对甲苯磺酸为强酸,且随着掺杂酸比例改变,掺杂态聚苯胺的形貌未出现大的改变,这主要和所加入酸的种类、酸度和浓度有关.本实验中对甲苯磺酸掺杂后的聚苯胺为片状结构,平均大小应在200~300nm左右.2.4掺杂聚苯胺的导电性能分析取一定量不同掺杂比例的聚苯胺材料,溶于20mL的N,N二甲基甲酰胺溶液中,静置隔夜后利用数显电导率仪测定其各自的电导率.图5为不同对甲苯磺酸的掺杂量对聚苯胺导电性能的影响,从图中可以看出,未掺杂酸的聚苯胺导电性能很差,而掺杂后的聚苯胺的电导率随着对甲苯磺酸掺杂量的增加呈先增大后减小的趋势.这是由于对甲苯磺酸在聚合过程中充当掺杂剂;适当增加对甲苯磺酸的量,聚苯胺链上的正电荷密度增加,有利于电导率的提高.而掺杂剂用量增加到一定程度以后,过量酸对聚合物主链上的正电荷有屏蔽作用,使正电荷密度降低,电导率呈下降趋势[15].从图中可知,当n(TSA)/n(An)=0.5时,掺杂后的聚苯胺导电率最高,可以达到0.27S/cm.因此n(TSA)/n(An)=0.5为对甲苯磺酸掺杂聚苯胺的最佳条件.3结论选用对甲苯磺酸作为掺杂酸,利用快速混合法制备了有机酸掺杂的聚苯胺,并对其化学结构、晶型结构进行了分析.红外分析结果证明有机酸对聚苯胺进行了成功掺杂.扫描电镜的结果表明对甲苯磺酸掺杂后的聚苯胺为片状结构,平均大小在200~300nm左右.通过改变苯胺与有机酸的比例,测试了不同掺杂酸浓度下聚苯胺的电导率,。
导电聚苯胺的制备方法及应用一、导电聚苯胺的概述导电聚苯胺是一种具有良好导电性质的高分子材料,其主要由苯胺单体经过氧化聚合反应形成。
导电聚苯胺具有良好的机械性能、化学稳定性和导电性能,可以被广泛应用于传感器、光伏电池、锂离子电池等领域。
二、制备方法1. 化学氧化法制备导电聚苯胺将苯胺单体溶解在盐酸中,加入过氧化氢作为氧化剂,反应生成阳离子型聚合物。
然后通过还原剂将阳离子型聚合物还原为中性的导电聚苯胺。
2. 电化学合成法制备导电聚苯胺将含有苯胺单体和氧化剂的溶液倒入双极板之间,施加外加电压,在阳极上发生氧化反应,生成阳离子型聚合物。
然后在阴极上还原成中性的导电聚苯胺。
三、影响制备效果的因素1. 氧化剂种类:不同种类的氧化剂对产物结构和性能有不同的影响,常用的有过氧化氢、硫酸铵等。
2. 溶液pH值:pH值对聚合物形态、导电性能等方面都有影响,一般情况下制备导电聚苯胺时,pH值在酸性范围内。
3. 反应温度:反应温度对聚合物的分子量、结晶度、导电性能等都有影响,一般情况下制备导电聚苯胺时,反应温度在室温下进行。
四、导电聚苯胺的应用1. 传感器领域:导电聚苯胺可以作为传感器材料,用于检测各种物质如氧气、二氧化碳、氨气等。
2. 光伏电池领域:导电聚苯胺可以作为光伏材料中的光伏层,提高光伏电池的效率。
3. 锂离子电池领域:导电聚苯胺可以作为锂离子电池中的正极材料,提高锂离子电池的循环稳定性和容量。
五、总结通过化学氧化法和电化学合成法可以制备导电聚苯胺,制备过程中氧化剂种类、溶液pH值、反应温度等因素会影响产物的结构和性能。
导电聚苯胺可以广泛应用于传感器、光伏电池、锂离子电池等领域,具有广阔的应用前景。
第1篇一、实验目的1. 了解聚苯胺的合成原理和电化学合成方法。
2. 掌握电化学合成聚苯胺的实验操作技能。
3. 研究不同合成条件对聚苯胺性能的影响。
二、实验原理聚苯胺(Polypyrrole,PPy)是一种具有导电性的导电聚合物,其合成方法主要有化学氧化法和电化学合成法。
本实验采用电化学合成法,通过在苯胺溶液中引入氧化剂,在电极上发生氧化还原反应,生成聚苯胺。
三、实验材料与仪器1. 实验材料:苯胺、氧化剂(如过硫酸铵)、导电聚合物溶液、导电聚合物粉末、电极、电解液、电化学工作站等。
2. 实验仪器:电化学工作站、恒温水浴、磁力搅拌器、电子天平、玻璃电极、电极夹具、扫描电镜等。
四、实验步骤1. 准备工作:(1)配制苯胺溶液:称取一定量的苯胺,加入适量的溶剂(如无水乙醇)溶解,配制成一定浓度的苯胺溶液。
(2)配制氧化剂溶液:称取一定量的氧化剂,加入适量的溶剂溶解,配制成一定浓度的氧化剂溶液。
(3)准备电极:将导电聚合物粉末与导电聚合物溶液混合,涂覆在电极上,晾干备用。
2. 电化学合成:(1)将电极浸入电解液中,调整电极电位。
(2)开启电化学工作站,进行电化学合成实验,记录电流、电压等参数。
(3)实验结束后,取出电极,用扫描电镜观察聚苯胺的形貌。
3. 性能测试:(1)用电化学工作站测试聚苯胺的电化学性能,如电导率、氧化还原峰电流等。
(2)用电子天平称量电极的质量,计算聚苯胺的质量。
五、实验结果与分析1. 形貌观察:扫描电镜结果显示,聚苯胺在电极上形成均匀的薄膜,具有良好的导电性。
2. 电化学性能:(1)电导率:实验结果显示,聚苯胺的电导率随氧化剂浓度的增加而增加,在氧化剂浓度为0.1 mol/L时,电导率达到最大值。
(2)氧化还原峰电流:实验结果显示,聚苯胺的氧化还原峰电流随氧化剂浓度的增加而增加,在氧化剂浓度为0.1 mol/L时,氧化还原峰电流达到最大值。
六、实验结论1. 采用电化学合成法可以成功合成聚苯胺,且具有良好的导电性。
导电聚苯胺的制备方法及应用导电聚苯胺(Conductive Polyaniline,简称PANI)是一种具有导电性的高分子化合物。
它由苯胺单体聚合而成,具有良好的导电性能和化学稳定性。
导电聚苯胺的制备方法主要包括化学氧化聚合法、电化学聚合法和生物合成法等。
下面将详细介绍这些制备方法及导电聚苯胺的应用。
一、化学氧化聚合法化学氧化聚合法是将苯胺单体在存在氧化剂的条件下进行聚合反应,实现导电聚苯胺的制备。
典型的氧化剂包括过氧化铁(III)、过硫酸铵和硫酸等。
制备过程中,苯胺单体首先与氧化剂发生氧化反应,形成导电聚苯胺。
化学氧化聚合法具有制备简单、操作容易的优点,适用于大规模生产导电聚苯胺。
然而,该方法中用到的化学品有毒或对环境有害,需要严密的防护装备和废物处理手段。
二、电化学聚合法电化学聚合法是将苯胺单体在电极表面以电化学方式进行聚合反应,制备导电聚苯胺。
这种方法一般采用三电极系统,即工作电极、对电极和参比电极。
工作电极是苯胺单体在电极上聚合成导电聚苯胺的区域,对电极起到催化剂的作用。
电化学聚合法可以制备大面积、连续性好的导电聚苯胺膜。
这种方法有助于控制导电聚苯胺的形貌和性能,例如导电性能和光电特性等。
此外,电化学聚合法对环境友好、反应过程可以在常温下进行。
但是,电化学聚合法需要专门的仪器设备,并且需要严格控制反应条件。
三、生物合成法生物合成法是利用微生物体内的酶参与导电聚苯胺的聚合反应。
例如,利用酵母菌、细菌或藻类等微生物合成导电聚苯胺。
这种方法无需使用有毒的化学品,具有环境友好死和无机械强度要求的优点。
1.电子技术领域:导电聚苯胺可以用于制备导电涂料和导电墨水,应用于印刷电路板和电子元器件的制造。
2.光电器件领域:导电聚苯胺可以制备光伏电池、光电传感器和柔性显示器件等,具有良好的光电性能。
3.能量领域:导电聚苯胺可以用于制备超级电容器或锂离子电池的电极材料,具有高容量、高比能量密度等特点。
4.催化领域:导电聚苯胺作为催化剂载体,可用于催化剂固载和催化反应中。
导电聚苯胺的化学合成及导电性能魏渊石圆圆罗亚茹刘正伦(广州大学化学化工学院化工系)摘要导电聚苯胺是结构和性能最稳定的导电高分子材料, 有较广泛的应用前景。
本实验用化学氧化合成方法,研究了氧化剂种类、用量以及介质酸的浓度等因素对苯胺聚合反应及产物性能的影响,并运用四探针法在电阻率测试仪上完成了PAn的电导率测试。
关键词导电聚苯胺,化学合成,掺杂,电导率前言传统的有机化合物由于分子间的相互作用弱,一般皆认为是绝缘体。
因而过去一直只注重高分子材料的力学性能和化学性能。
20世纪50年代初人们发现有些有机物具有半导体性质;60年代末又发现了一些具有特殊晶体结构的电荷转移复合物;70年代初发现了具有一定的导电性的四硫富瓦烯一四睛代对苯醒二甲烷(TTF一TCNQ)。
1977年人们发现:聚乙炔化学掺杂后电导率急剧增加,可以达到金属秘的导电性能。
此后人们开始关注高分子材料的导电性,逐渐开发出各种导电性高分子材料,如聚乙炔、聚毗咯、聚噬吩和聚苯胺等。
直到1984年聚苯胺才被MacDiarmid等人重新开发,他们在酸性条件下制备了高电导率的聚苯胺;1987年,日本桥石公司和精工电子公司联合制得了用聚苯胺为电极制成的钮扣式二次电池作为商品投向市场,使聚苯胺很快成为导电高分子中的研究热点[1]。
本实验采用盐酸进行掺杂,使苯胺氧化聚合为聚苯胺,而且就氧化剂的种类与用量、介质酸的浓度等因素对苯胺聚合产物的产率和导电性能的影响等进行了探究。
其聚合反应历程如0.1所示【2】图0.1 Radical reaction course of PANI polymerization 聚合反应可以分为三步:链引发、链增长和链终止。
首先,苯胺被慢速氧化形成阳离子自由基,苯胺阳离子自由基的形成是决定反应速率主要的一步。
接着,这个自由基阳离子可能失去质子或电子,与苯胺单体结合生成一个苯胺的二聚体,这种结合主要是以头尾相连接的方式结合,二聚体一旦形成,就可以被氧化剂迅速的氧化成醒亚胺结构,这是因为它的氧化潜能低于苯胺的氧化潜能。
聚苯胺和聚乙炔1.1导电聚苯胺作为一种新型的功能高分子材料,越来越受到科学家们的关注。
因为它具有合成方法简单、掺杂机制独特、环境稳定性良好等优点,而且它还具有广阔的开发与应用前景。
聚苯胺在电池、金属防腐、印刷、军事等领域展示了极广阔的应用前景,成为现在研究进展最快、最有工业化应用前景的功能高分子材料。
但是聚苯胺的难溶解、难熔融、不易加工等特性阻碍了聚苯胺的实用化进程。
聚苯胺的合成方法主要有化学氧化聚合法(乳液聚合法、溶液聚合法等)和电化学合成法(恒电位法、恒电流法、动电位扫描法等),近年来,模板聚合法、微乳液聚合、超声辐照合成、过氧化物酶催化合成、血红蛋白生物催化合成法等以其各自的优点而受到研究者的重视。
1984年,MacDiarmid在文献中提出聚苯胺具有以下可以相互转化的4种理想形式:2.1化学合成(1)化学氧化聚合化学氧化法合成聚苯胺是在适当的条件下,用氧化剂使苯胺(An)发生氧化聚合。
苯胺的化学氧化聚合通常是在苯胺/氧化剂/酸/水体系中进行的。
较常用的氧化剂有过硫酸铵、重铬酸钾(K2Cr2O7)、过氧化氢(H2O2)、碘酸钾(KIO3)和高锰酸钾(KMnO4)等。
(NH4)2S2O8由于不含金属离子、氧化能力强,所以应用较广。
聚苯胺的电导率与掺杂度和氧化程度有关。
氧化程度一定时,电导率随掺杂程度的增加而起初急剧增大,掺杂度超过15%以后,电导率就趋于稳定,一般其掺杂度可达50%。
井新利等通过氧化法合成了导电高分子聚苯胺,研究了氧化剂过硫酸铵(APS)与苯胺单体的物质的量之比对PANI 的结构与性能的影响。
结果表明,合成PANI 时,当n(APS):n(An)在0.8 ~1.0 之间聚合物的产率和电导率较高。
研究表明,聚苯胺的导电性与H+掺杂程度有很大关系:在酸度低时,掺杂量较少,其导电性能受到影响,因而一般应在pH值小于3的水溶液中聚合。
质子酸通常有HCl、磷酸(H3PO4)等,苦味酸也用来制备高电导率的聚苯胺,而非挥发性的质子酸如H2SO4和HCIO4等不宜用于聚合反应。