界面聚合法制备PANI／TiO2纳米复合纤维材料

采用界面自组装聚合的方法,成功地制备出PANI/TiO2纳米复合纤维材料,采用TEM,FTIR,XRD及TG等技术对其形貌、结构及热稳定性能进行了表征,并考察了苯胺单体浓度、TiO2的活化与否对复合材料形貌的影响.结果表明,TiO2的活化处理是影响该复合材料形貌的主要因素,活化处理后的TiO2能进入PANI纳米纤维的内部,且分散得更加均匀;PANI/TiO2纳米复合纤维的直径随着苯胺单体浓度的增加而增加.同时,TiO2的加入改善了PANI的耐热性能.采用该法合成的纳米复合材料具有合成条件温和、易于控制、纯化简单、省去了使用模板/消除模板的过程及能够一步得到大量产品等许多优点.

三种咪唑类药物缓蚀性能的实验与理论研究

本文采用失重法研究了在5%的H2SO4溶液中甲硝唑(MNZ)、奥美拉唑(OPZ)和酮康唑(KCZ)对钢的缓蚀性能,同时测定了浓度、时间和温度对这类缓蚀剂缓蚀性能的影响。结果表明,在5%的H2SO4溶液中这类缓蚀剂均能有效的抑制钢腐蚀,其中KCZ效果最好,缓蚀效率可达80%以上。并采用密度泛函(DFT)理论计算方法对三种缓蚀剂分子结构与缓蚀性能之间的关系进行了探讨,结果表明,缓蚀效率与分子的最高占据轨道的能量EHOMO、最低空轨道与最高占据轨道的能量差ΔE(ELUMO-EHOMO)有较好的相关性,理论评价结果与实验结果相吻合。

天然缓蚀剂的提取及其性能研究

采用索氏提取法从芦苇和紫花苜蓿草中各提取了一种缓蚀剂,通过失重法和电化学分析法研究了两种缓蚀剂在酸介质中对低碳钢的缓蚀效果,比较了不同温度、浓度、介质和时间下的两种缓蚀剂缓蚀性能.结果表明:提取的天然缓蚀剂,具有较好的缓蚀性能.其中从紫花苜蓿草中提取的缓蚀剂缓蚀率达85%,符合工业上对缓蚀剂的要求.

Pt_nCu_m(n+m=4)对甲醇第一步脱氢催化性能的理论研究

采用密度泛函理论(DFT)中的B3PW91/LANL2DZ(ECP)方法在Gaussian09程序包中计算了二元合金催化剂Pt_nCu_m(n+m=4)催化甲醇第一步脱氢反应的相关几何参数,主要研究了Pt_nCu_m(n+m=4)在甲醇分子表面的吸附和脱氢反应的机理。通过比较Eads和脱氢能垒等发现,Pt_nCu_m(n+m=4)催化甲醇脱氢的最优反应路径为甲醇分子中的甲基氢吸附在该二元金属催化剂Pt位点上导致的C-H断裂。并对比了Pt_nCu_m(n+m=4)中Pt与Cu比例对甲醇催化脱氢活性的影响,结果表明,当二元合金催化剂中Pt与Cu的比例为1∶1时,催化活性最高。

Fe^3＋掺杂TiO2/凹凸棒复合材料的光催化性能

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe3+掺杂TiO2/凹凸棒(Fe3+-TiO2/ATP)复合光催化剂材料。在可见光条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO2负载量、Fe3+掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响。在单因素实验的基础上,采用正交实验设计(L25(53))优化了催化剂的制备条件。光催化实验结果表明,MB在复合材料上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型。正交实验结果表明,当TiO2负载量为15%、Fe3+掺杂量为0.5%和焙烧温度为550℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数kapp为6.09×10-3min-1,反应4 h后MB的降解率(Dt)可达75.88%,相同实验条件下与P25(1.51×10-3min-1)相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%。另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂。

导电聚苯胺纳米管的界面法合成

在室温下，采用界面自组装聚合法首次成功制备了磷酸掺杂的导电聚苯胺纳米管，利用TEM．FT—IR，UV—Vis及四探针等技术对其结构和导电性能进行了表征．结果表明：由该法合成的聚苯胺具有纳米管结构，内外管径分别为20nm和120nm。长度在3～4μm，长径比为30：1；在室温下，电导率约为0．35S／cm．通过控制苯胺单体的浓度、掺杂剂酸的浓度和聚合反应时间能够实现对聚苯胺纳米管管长和管径的控制．

导电聚苯胺/TiO_2复合纳米纤维的制备和表征

在无模板条件下，利用苯胺在纳米TiO2微粒表面的原位化学氧化聚合，成功制备了一系列不同TiO2含量的导电聚苯胺／TiO3（PANI／TiO3）纳米复合材料．通过TEM，XRD，FT-IR，TG-DTA及电导率测量等技术手段对其进行了表征．结果表明：复合材料的形貌呈纤维状，直径约20～40nm，长度在390～420nm范围；其中TiO2的含量为23．8％且具有金红石矿结构，聚苯胺也有一定程度的晶化；在复合材料中，TiO2和聚苯胺分子链之间存在强的相互作用，并对复合材料的热稳定性起促进作用；TiO2的含量对复合材料导电性能有显著影响，当TiO3含量为11．1％时电导率达到极大值2．86 S／cm．

Fe^(3+)-CdS/TiO_2复合半导体光催化剂的制备与表征

采用溶胶-凝胶法制备了系列不同配比的Fe3+-CdS/TiO2光催化材料,用TEM、EDS、XRD、UV-vis等技术对其形貌、结构和光吸收特性进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了光源、煅烧温度、煅烧时间、掺杂Fe3+和CdS对催化剂催化性能的影响。结果表明,Fe3+掺杂和CdS半导体复合相结合的技术,可以使TiO2对光的响应拓展到整个紫外-可见光区;当n(Fe3+)∶n(CdS)∶n(TiO2)=0.005∶1∶1、煅烧温度为300℃、煅烧时间为1 h、光源为太阳光时,Fe3+-CdS/TiO2的光催化活性最高,在1 h内可以使亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达98.62%。

共轭高分子PF/TiO_2纳米复合材料的合成与催化性能

用糠醇单体在TiO2纳米粒子表面的原位酸催化聚合，经适当的热活化处理，制备了共轭高分子PF／TiO2纳米复合催化材料，用TEM、FTIR、UV-Vis等技术对其尺寸、结构和光吸收特性进行了表征。在自然光、室温条件下，以亚甲基蓝（MB）的脱色、降解为模型反应，对其光催化性能进行了研究。结果表明，由该方法合成的PF/TiO2复合材料尺寸在80～140nm，其中PF为具有极性基团（-OH，C=O）和不同长度共轭链的高分子，且与TiO2以C-O-Ti相键合；由于PF的复合使该复合材料的吸收波长拓宽至整个紫外-可见光区。光催化实验结果表明，在自然光、室温条件下，该复合材料在5-10min可使MB的脱色率、COD去除率分别达到97％、75．2％以上。

界面法合成聚糠醛纳米球

采用界面自组装聚合的方法,成功地制备出聚糠醛纳米球,利用TEM,FT-IR,XRD,GPC及TG-DTA等技术对其形貌、结构等进行了表征,并考查了单体浓度、催化剂用量以及乳化剂的存在与否对聚糠醛形貌等的影响.结果表明,由该方法合成的聚糠醛为不规则的结晶结构,当乳化剂浓度在临界胶束浓度cmc附近、单体浓度在3～5mol·L-1、催化剂的用量在10mol·L-1左右时,能够得到成球性好、粒径分布范围窄、平均尺寸在100nm左右的聚糠醛纳米球结构材料.利用该法在上述优化条件下合成的聚糠醛的Mw=2451,Mw/Mn=1.14,且分子量分布窄.聚糠醛分子链的柔韧性较强,具有很好的加工性能.该法具有合成条件温和、易于控制、纯化简单等众多优点,而且省去了使用模板/消除模板的过程,能够一步合成出大量聚糠醛纳米球.

过渡金属离子掺杂对TiO_2纳米尺寸及其相结构的影响

利用酸催化的溶胶-凝胶法合成了一系列不同掺杂量的Fe3+/TiO2、Cr3+/TiO2纳米复合微粒。用XRD和TEM研究了Fe3+、Cr3+的掺杂对TiO2纳米粒子尺寸和相结构的影响。结果表明:掺杂离子不同,对TiO2纳米粒子尺寸和相结构的影响不同。在所研究的掺杂量范围内(x:0.0000~0.1000),TiO2纳米粒子的粒径随Cr3+掺杂量的增加呈减小的趋势,但幅度不大;而Fe3+的掺杂则会引起TiO2粒子的团聚和晶粒的长大;由XRD分析可知:在掺杂量范围内,不会发生Fe2O3、Cr2O3等相的偏析,但Fe3+的掺杂引起了TiO2在低温条件下由锐钛矿向金红石的相转变。通过UV-Vis光谱的研究发现:Fe3+、Cr3+的加入,可以使TiO2对光的吸收拓展到可见区,同时随着掺杂量的增加,对可见光的吸收强度显著增强。

自然光下Fe^(3+)掺杂纳米TiO_2光催化降解亚甲基蓝的研究

用溶胶-凝胶法制备了一系列不同Fe3+掺杂量(ω0.00%~3.00%)的纳米TiO2光催化剂,利用TEM,XRD,UV-Vis等技术对其形貌和结构进行了表征.以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型,研究了在自然光条件下Fe3+掺杂量对其光催化活性的影响.结果表明,在所研究的掺杂范围内,该纳米粒子的粒径随Fe3+掺杂量的增加呈减小趋势;Fe3+的掺入不仅可以控制TiO2由锐钛矿向金红石的转变,而且可以使该纳米微粒对光的吸收向可见区拓展;Fe3+的适量掺入,可以显著提高纳米TiO2在自然光条件下的催化活性.

不同形貌掺杂态聚苯胺纳米半导体材料的界面法合成

利用界面自组装聚合法,用FeCl3作氧化剂,成功地合成了不同形貌掺杂态聚苯胺(PANI)纳米半导体材料.用透射电镜(TEM),红外光谱(FT-IR),X射线衍射(XRD)及四探针等手段对所得各种PANI纳米半导体材料进行了表征.实验表明,通过控制甲酸的浓度可以得到不同形貌的甲酸掺杂的聚苯胺(F/PANI)纳米材料,进一步加入不同种类的表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)也可使共掺杂CTAB/F/PANI和SDS/F/PANI纳米材料的形貌发生改变,表面活性剂的加入还可使PANI的导电性能有很大的改善.

Fe^(3+)-CdS/TiO_2复合半导体的光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同配比的Fe3+-CdS/TiO2光催化材料,利用UV-Vis对其光谱特性进行了表征,以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了Fe3+、CdS/TiO2的制备条件对光催化性能的影响。

TiO_2中空纤维的制备及光催化性能

采用模板法制备了不同温度的TiO2中空纤维光催化材料,并利用X射线衍射、扫描电镜对其晶型及表面形貌进行了表征。以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模式反应,考察了温度对TiO2中空纤维光催化性能的影响。

原位化学氧化接枝聚合法制备PANI/AMTES-ATP复合材料

首先用偶联剂苯胺甲基三乙氧基硅烷(AMTES)对凹凸棒土(ATP)进行表面修饰(AMTES-ATP),然后通过苯胺单体在AMTES-ATP表面的原位化学氧化接枝聚合,制备了基于共价键结合的聚苯胺(PANI)/AMTES-ATP复合材料。利用透射电镜(TEM),红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射光谱(UV-vis-DRS)和热重-差热(TG-DTA)分析等技术对复合材料进行了表征。结果表明,复合材料中PANI高分子链是通过偶联剂AMTES以化学键的方式与ATP相结合的,AMTES的桥连作用增加了两相间的接触面积,使PANI在ATP表面形成均匀的包覆层。PANI与ATP之间存在较强的相互作用力,限制了PANI的生长和结晶。由于ATP表面的界电限域效应,使PANI以伸展分子链构象存在。ATP的加入和两相间作用力的存在使复合材料中PANI的热稳定性能有明显的提高。

TiO_2/共轭高分子纳米复合材料在自然光下的光催化性能

以PVC和TiCl4为原料,利用溶胶-凝胶法制备了复合光催化剂前驱物,经260℃热处理后得到了TiO2/共轭高分子（CP）纳米复合光催化剂材料。通过亚甲基蓝的光催化降解研究了该催化剂的催化性能,并用TEM、XRD、IR和UV-Vis等测试技术对复合材料的结构进行了表征。结果表明,在自然光作用下,当焙烧温度为260℃并且TiO2的质量分数为66.36%,复合催化剂在15 min内可使亚甲基蓝的降解率接近80%,催化活性优于纯TiO2。复合材料颗粒平均尺寸约30 nm,其中TiO2为锐钛矿型结构。CP与TiO2复合后能吸收紫外-可见区的全程光波（λ为190-800 nm）,对光生电荷具有很高的分离能力,从而表现出较高的催化活性。

Sn^(4＋)/TiO_2光催化降解邻硝基苯酚的实验与理论研究

采用溶胶-凝胶法制备了不同浓度Sn4+掺杂Ti O2纳米复合材料,用XRD和SEM分别对其结构和形貌进行了表征,并在紫外光和可见光条件下,分别研究其对邻硝基苯酚的降解效果,考查Sn4+掺杂量对光催化活性的影响,并利用基于密度泛函理论的第一性原理对Sn4+掺杂锐钛矿相Ti O2能带结构和态密度进行了计算。结果表明:采用该法制备的纳米颗粒为尺寸均匀,约50 nm的锐钛矿相结构,Sn4+掺杂并未改变晶相结构,Sn4+掺杂量为5%时的光催化降解邻硝基苯酚效果最好,在可见光下取得了与紫外光下基本一致的效果,降解率达到了98.8%。理论计算表明:Sn4+掺杂Ti O2后,在Ti O2的价带底附近出现了一个由Sn4+5s轨道组成的能级,导致掺杂后光催化活性增强。

太阳光下Cr^(3+)掺杂TiO_2复合微粒光催化性能研究

利用酸催化的溶胶-凝胶法成功地合成了一系列不同Cr3+掺杂量(x=0.01%~10%)的TiO2复合光催化剂(Cr3+/TiO2)。在太阳光条件下,以亚甲基蓝溶液的光催化降解对复合材料的光催化性能进行了表征,并考察了催化剂投加量、Cr3+掺杂量和溶液pH值等因素对光催化降解反应的影响。结果表明,亚甲基蓝溶液在复合微粒上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood动力学模型,在催化剂投加量为1g/L、Cr3+掺入量为0.3%和pH=7时,Cr3+/TiO2复合微粒光催化活性达最佳,测得表观反应速率常数K为7.27×10-3mg(L.min)-1,t1/2为95min,反应4h后亚甲基蓝的降解率可达79%,与纯的TiO2相比较,反应速率提高了2倍,降解率提高了20%。中性或碱性条件下有利于亚甲基蓝溶液的光催化降解。

界面聚合法合成手性掺杂剂诱导螺旋形聚苯胺纳米纤维

以手性试剂D-樟脑磺酸(D-CSA)和L-樟脑磺酸(L-CSA)为掺杂剂和构象诱导剂,采用界面聚合法合成了螺旋形聚苯胺纳米纤维。通过FESEM、TEM、FTIR和UV-Vis吸收光谱等测试技术对螺旋形聚苯胺纳米纤维结构进行了表征。结果表明,所得聚苯胺纤维具有螺旋形构象,形貌均一,平均直径约为50nm,长度为300～600nm,具有较高的长径比(6:1～12:1)。在水溶液中,聚苯胺纳米纤维以伸展的螺旋形分子链构象存在,调节溶液的pH值,螺旋形聚苯胺纳米纤维表现出可逆的掺杂和脱掺杂性质。循环伏安(CV)测试表明,螺旋形聚苯胺纳米纤维在0.5mol/LHCl溶液中表现出良好的电化学活性。