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유칼립틴 베이스 폴리아닐린는 고유한 폴리아닐린으로서 독특한 퀴논-벤젠디아민 교대 단위로 구성된 분자 골격을 가지며 에메랄드 그린에서 진한 파란색까지 금속 광택을 나타냅니다. 이 형태의 가장 주목할만한 특징은 양성자 산 도핑 분자 스위치 효과에 있습니다. 양성자 산에 노출되면 분자 사슬의 퀴논 고리가 가역적인 양성자화를 거치고 전자 구름의 재배열로 인해 퀴논 구조가 벤젠 구조로 변형되어 밴드 갭 내에서 즉시 분극 에너지 준위가 형성되고 전기 전도도가 10^-10 S/cm의 절연 상태에서 반도체 상태로 점프할 수 있습니다. 1-10 S/cm. 이 독특한 도핑 메커니즘은 주쇄 전자 수의 변화를 수반하지 않지만 단순히 산-염기 환경을 전환함으로써 절연체-도체 전이를 달성할 수 있어 화학 센서에 이상적인 재료입니다. 분자 사슬의 이민 질소 원자는 양성자와 결합할 수 있을 뿐만 아니라 금속 이온과도 배위 결합하여 중금속 이온을 포획하는 능력을 부여합니다. 부식 방지 분야에서 산화환원 전위는 정확하게 금속 부동태화 범위 내에 있으며, 전하 이동을 통해 합금 표면에 조밀한 산화물 층의 형성을 유도할 수 있습니다. 환경안정성과 용액가공성도 우수한 소재입니다. 기능화된 산 도핑을 통해 친수성과 밴드 구조를 더욱 규제할 수 있어 유연한 전자 장치, 전자기 차폐 및 지능형 코팅 분야에서 큰 잠재력을 입증할 수 있습니다.
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화학식 |
Li2O |
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정확한 질량 |
30 |
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분자량 |
30 |
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m/z |
30 (100.0%), 29 (16.4%) |
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원소분석 |
리, 46.45; 오, 53.55 |
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에메랄드 베이스 폴리아닐린특별한 전기적, 광학적 특성을 지닌 고분자 화합물로, 도핑 후 전도성과 전기화학적 특성을 나타낼 수 있습니다. 전도성 소재, 센서, 전자소자, 광학소자, 태양전지 등 광범위한 응용분야를 갖고 있습니다.
페인트
코팅으로도 알려진 폴리아닐린 코팅은 냉간압연강판, 저탄소강, 알루미늄, 구리 등의 금속 표면에 균일하고 완전한 폴리아닐린 부식 방지막을 형성하기 위해 사용되는 기계적 코팅 방법입니다. 그 부식 방지 메커니즘은 금속을 부동태화하고 금속 표면에 보호 산화물 층을 형성한 후 적절한 코팅을 적용하여 부식 전위의 이동을 유발하여 부식 속도를 감소시키는 것입니다. 금속. 또한, 원자재의 용이한 입수, 간단한 합성, 무공해, 경량 등 많은 장점으로 인해 환경적으로 허용되는 차세대 고{6}}효율성-부식 코팅으로 간주됩니다.
그러나 PAn은 가공이 어렵고 기존 유기용매에는 녹지 않습니다. 순수 폴리아닐린은 금속과의 접착력이 좋지 않고, 가격이 비싸며, 활용도가 낮아 실제 적용에 장애가 됩니다. 사람들은 일반적으로 폴리아닐린을 부식 방지 코팅의 첨가제로 사용하여 폴리아닐린 기반의-부식 코팅을 형성합니다. 폴리아닐린 코팅은 그 성분에 따라 단일 폴리아닐린 코팅, 폴리아닐린을 프라이머로 사용한 코팅, 폴리아닐린과 일반 코팅의 혼합 코팅 등 세 가지 유형으로 분류할 수 있습니다.
1985년 Deberry는 스테인리스강에 전착된 폴리아닐린 필름이 황산 용액에서 스테인리스강의 부식 속도를 크게 줄일 수 있다는 사실을 발견했습니다. 실제로는 단일 폴리아닐린 코팅으로, 산성 용액에서 전기화학적 중합 반응을 통해 아닐린을 금속 전극 표면에 직접 증착시켜 폴리아닐린 코팅을 얻은 것이다. 그러나 이 방법은 더 큰 금속 부품에 적용하기가 어렵습니다.
폴리아닐린 프라이머 코팅은 폴리아닐린 코팅 위에 탑코트로 전통적인 폴리머를 적용하여 폴리아닐린과 복합 코팅을 형성하는 것을 말합니다.
코팅 내 폴리아닐린의 분산성을 고려할 필요가 없고, 각 코팅이 제 역할을 한다는 것이 장점이다. 부식 방지 성능은- 이러한 효과의 합이며, 탑코트 층은 일반적으로 물리적 차폐 기능을 제공합니다. Los Alamos와 미국 NASA의 공동 연구팀은 폴리아닐린이 중탄소강의 부식{3}}방지 코팅으로 사용될 수 있다는 사실을 처음으로 발견했습니다.
폴리아닐린 및 전통 코팅 블렌드 코팅은 폴리아닐린 분말을 기존 코팅막 형성 물질(예: 에폭시 수지, 알키드 수지 등)과 혼합하여 도포하여 폴리아닐린 블렌드 방식-코팅을 얻는 공정을 말합니다. 이 방법은 폴리아닐린의 부식 방지 성능과 메커니즘을 연구하기 위해 가장 일반적으로 사용되는 방법입니다. 이는 폴리아닐린을 프라이머로 사용한 코팅과는 다르며, 코팅의 부식 방지 성능은 각 구성 요소의 유기적 상호 작용의 결과입니다. 에메랄드 베이스 폴리아닐린은 부식 방지 코팅뿐만 아니라 전자기 간섭(EMI) 차폐 코팅 및 정전기 방지 코팅 제조에도 사용할 수 있습니다.-
폴리머의 전도성은 코팅이 노출된 금속 영역을 부동태화할 수 있게 하는 반면, EMI 차폐의 원리는 저항이 낮은 도체 재료를 사용하고 차폐 도체 표면의 전자기파 반사, 도체 내부 흡수 및 전송 중 손실을 활용하여 전파를 방해하는 것입니다. 전도성 PAn을 도체 재료로 사용하면 값비싼, 고밀도, 쉽게 산화되거나 부식되는 금속 전도성 필러의 단점을 어느 정도 해결할 수 있습니다. 누군가는 전도성 PAn을 주요 전도성 구성요소로 하고 열가소성 수지를 주요 필름-형성 물질로 탄소 기반 재료를 캡슐화하여 EMI 차폐 코팅을 준비했습니다.
폴리아닐린의 부식 방지 메커니즘은 아직 명확하지 않으며, 연구자들은 차폐 메커니즘, 전기장 메커니즘, 양극성 코팅 메커니즘, 흡착 메커니즘, 양극 보호 메커니즘, 도펀트 이온 부식 억제 메커니즘, 음극 보호 메커니즘 등 많은 이론을 제안했습니다. 산화상태 전이 과정에서 폴리아닐린의 산화{2}}환원 전위가 금속에 비해 훨씬 높다는 것을 확인할 수 있는데, 이는 폴리아닐린이 금속에 대한 부식에 저항하는 능력을 갖는 이유 중 하나입니다.
폴리아닐린은 환경 pH 값이 7보다 크거나 같을 때 완전 산화(LEB) 및 반산화(EB) 구조를 갖습니다. 폴리아닐린의 이 두 구조는 금속 표면의 비{1}}코팅 보호 형태와 유사하게 금속 보호 과정에서 기계적 격리 역할만 수행합니다.
금속 표면의 폴리아닐린에 결함이 있는 경우 해당 부위를 보호하지 못합니다. 폴리아닐린의 환경 pH 값이 7 미만이면 폴리아닐린의 구조가 변화하여 폴리아닐린 염(ES) 형태를 형성합니다. 이때 폴리아닐린은 전도성과 전기화학적 활성이 좋습니다. 이러한 형태의 폴리아닐린은 금속 보호에 있어서 기계적 절연 효과를 가질 뿐만 아니라 특정 촉매 부동태화 효과도 가지고 있습니다.
금속 표면의 폴리아닐린이 손상되면 환부에 촉매 보호제 역할을 하여 손상된 폴리아닐린 코팅의 노출된 금속 부분이 산성 조건에서 양극 산화 반응을 일으키게 하여 표면 보호층을 빠르게 회복시킵니다.
누군가 저농도 암모니아 가스를 탐지하기 위해 폴리아닐린/폴리메틸메타크릴레이트 복합 코팅재를 사용한 적이 있습니다. 복합 재료의 다양한 전도성을 기반으로 암모니아 가스의 한계 농도를 (10-4000) × 10-6 범위 내에서 감지할 수 있습니다. 그리고 질소를 충전하면 복합 코팅의 전도성과 투과율이 빠르게 초기 상태로 돌아가 순환 사용이 가능해집니다.
배터리
폴리아닐린은 높은 전하 저장 능력, 산소와 물에 대한 우수한 안정성, 우수한 전기화학적 성능, 낮은 밀도, 가역적인 산화/환원 특성 등의 특성을 가지고 있습니다. 복합 전극의 전도성 매트릭스와 활물질로 모두 사용할 수 있으며, 고분자 리튬 배터리 및 태양 전지의 전극 재료로 사용되었습니다.
플라스틱 배터리로 만든에메랄드 베이스 폴리아닐린가벼울 뿐만 아니라 쿨롱 효율도 95% 이상입니다. 이론적 에너지 밀도는 500Wh/kg 이상에 달할 수 있으며 이는 납{3}}배터리(184Wh/kg)의 몇 배입니다. PAn 및 PAn 복합재를 전극 재료로 사용하는 리튬-이온 배터리라고도 알려진 폴리머 리튬 배터리는 주로 전극 반응 공정에서 PAn 복합재의 도핑/탈도핑 가역성을 활용하여 산화환원 반응을 달성하고 배터리의 충전 및 방전 과정을 완료합니다. 이 배터리는 에너지 밀도가 높으며 기존 리튬-이온 배터리의 제한된 양극 재료 선택 문제를 해결합니다.
PAn/V2O5 나노섬유를 역미셀법으로 제조하여 리튬{2}}이온 이차전지용 양극재로 사용하고, 전기화학적 특성을 연구하였다. 결과는 복합 나노섬유가 V2O5 나노섬유보다 더 나은 사이클링 성능을 가지며, 배터리의 음극으로 금속 리튬 대신 탄소 재료를 사용하면 전극에서 금속 리튬의 증착 및 용해 반응을 대체할 수 있어 음극 표면의 리튬 수지상 형성 문제를 피하고 리튬 배터리의 고전압 및 높은 비에너지의 장점을 유지하며 배터리의 사이클링 수명 및 안전 성능을 크게 향상시킬 수 있음을 보여주었습니다.
고분자 태양전지의 기본 메커니즘은 주로 반도체 p{0}}n 접합의 광기전 효과에 기초합니다. 즉, 빛을 조사하면 반도체 내부에 생성된 전자 정공 쌍이 분리되어 정전기장의 작용으로 기전력이 발생합니다. 고분자 태양전지는 고분자 반도체 소재로 인해 준비와 정제가 쉽고 가공이 간편하며 비용이 저렴하고 필요에 따라 화학적 변형이 가능하며 개방 회로 전압이 높고 대면적 유연성 장치를 생산할 수 있다는 장점이 있습니다.
흡수
흡수 물질의 흡수 원리는 입사된 전자파를 흡수하거나 감쇠시키고 전자기 에너지를 열에너지 또는 다른 형태의 에너지로 변환하여 소산시키는 것입니다. 폴리아닐린은 전기 손실을 흡수하는 물질의 일종으로, 흡수 성능은 유전율, 전도성 및 기타 특성과 밀접한 관련이 있습니다. 그 중 PAn은 두 개의 전자 공액 시스템을 가지고 있으며 전도도는 절연체, 반도체 및 금속에 따라 다를 수 있습니다.
그리고 분자 설계 및 합성, 다양한 구조, 작은 밀도, 넓은 흡수 대역, 조정 가능한 전자기 매개 변수, 쉬운 복합 가공 등의 특성을 갖고 있어 -노화 방지, 내산 및 알칼리 저항, 스펙트럼 특성 등과 같은 자성 금속 마이크로파 흡수 재료의 열악한 성능 단점을 피할 수 있습니다. 그러나 PAn은 사슬 간 강성이 강하고 취성이 높으므로 이를 혼합하여 개선할 수 있습니다.
누군가가 2-18 GHz 범위의 마이크로파 흡수 성능을 나타내는 DBSA 도핑된 PAn/MMTNC를 준비했습니다. 반사 손실은 13-14GHz 범위에서 -10dB 미만이며, 13GHz에서 최대 반사 손실은 -10.3dB입니다. 미국 등에서는 이미 우주왕복선의 플라스틱 용접기술을 위한 장거리 가열재료로 활용되고 있다. 폴리아닐린 복합재는 광학 투명성을 갖춘 레이더 흡수 재료를 만드는 데에도 사용되었으며, 항공기 조종석 커버와 정밀 유도 무기의 광학 투명 창에 뿌려 표적의 레이더 에코를 약화시켰습니다.
그러나 PAn은 임피던스 정합과 강한 흡수 특성을 동시에 충족시키기는 어렵지만 PAn과 자기 손실 흡수 특성을 갖는 자성 입자를 결합하면 이를 달성할 수 있다. 예를 들어, PAN과 파라핀의 혼합 시스템에 나노 NiFe2O4 결정을 추가하면 PAn/NiFe2O4와 파라핀의 복합 분말 혼합물은 테스트 주파수 범위 내에서 유전 손실과 자기 손실을 모두 가지며 혼합 시스템의 마이크로파 흡수 성능은 PAN만 추가할 때보다 높습니다.
감지기
PAn은 전도성이 뛰어나 생체 활성 물질과 전극 사이에서 전자를 직접 전달하는 '분자선'으로 사용될 수 있어 바이오센서의 반응 특성을 크게 향상시켜 매개체가 없는 3세대- 바이오센서를 만들 수 있습니다. 또한 합성 과정에서 다양한 음이온을 도핑함으로써 다양한 분석 대상을 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 누군가가 액적 코팅 방식을 이용해 선택적 도파민 바이오센서를 조립했는데, 이는 중성에서 비타민C 농도의 1/5000 농도의 도파민을 감지할 수 있다.
어떤 사람들은 C- 방사선을 검출하기 위해 폴리아닐린의 색상 변화 특성을 사용했으며, 다양한 선량의 방사선에 노출된 폴리아닐린 필름의 UV 가시 흡수 스펙트럼을 측정하여 방사선 선량과 흡수 스펙트럼 사이의 기능적 관계를 결정했습니다.
전도성 섬유
이를 이용한 전도성 섬유의 제조에메랄드 베이스 폴리아닐린전도성이 우수하고 오래 지속될 뿐만 아니라, 도핑산의 농도를 변화시켜 섬유의 전도성을 쉽게 조절할 수 있는 특성이 있어 다른 섬유에는 없는 우수한 특성을 가지고 있습니다. 일반 섬유에 극소량의 전도성 섬유를 혼합하면 섬유 제품에 충분한 정전기 방지 특성을 부여할 수 있으며-정전기 방지 특성은 환경 습도의 영향을 받지 않습니다. 누군가가 섬유를 산화하고 도핑하여 비저항이 1.05 × 10-2Ωcm인 전도성 섬유를 만들었습니다.
자주 묻는 질문
폴리아닐린이 전기를 전도할 수 있나요?
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폴리아닐린(PANI)은 반유연성 막대 폴리머입니다.전기를 전도하다. PANI는 도펀트가 일반적으로 산인 도핑된 상태에서 전도성을 유도하는 공액 구조를 갖고 있어 PANI 전도성을 제공합니다.
폴리아닐린의 pH는 얼마입니까?
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폴리아닐린의 얇은 층은 근적외선 영역에서 2~12 범위의 pH를 광학적으로 측정하는 데 적합합니다.. 이러한 층의 증착은 용액-가공 가능한 폴리아닐린을 사용하면 강력하게 촉진됩니다. 이전에 고려되지 않았던 히스테리시스 효과가 적정 곡선에서 관찰됩니다.
폴리아닐린은 물에 용해되나요?
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순수 폴리아닐린(PAni)은 물에 불용성입니다.. 다양한 셀룰로오스 유도체와 PAni의 수용성 복합체는 셀룰로오스 유도체 수용액에서 아닐린의 화학적 산화 중합을 사용하여 성공적으로 합성되었습니다.
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