GN-g-MAH/PPy多功能PET非织造布的制备及应用

为提高聚酯(PET)非织造布的性能,将导电材料通过表面改性引入PET非织造布,采用单宁酸(TA)作为桥联剂,功能化石墨烯(GN-g-MAH)和聚吡咯(PPy)作为导电功能层,制备得到多功能PET非织造布,并使用SEM、XRD、TG等测试了PET/GN-g-MAH/PPy的微观结构和热稳定性。结果表明:通过循环自组装法及低温化学聚合法成功制备了PET/GN-g-MAH/PPy非织造布,表现出良好的导电性,表面电阻率低至3.11×10^(-2)Ω·m,表面由疏水转变为亲水。基于此,非织造布也表现出优异的电热性能,对其施加3 V驱动电压时,可在20s内产生约40℃的饱和温度。此外,还具有良好的光热转换性能,当光照强度为300 mW/cm^(2)时,照射20 s后,表面温度可稳定到105.8℃,非织造布还表现出优异的光热抗菌性,当大肠杆菌的菌液浓度为1.6×10^(8)CFU/mL时,使用氙灯模拟太阳光源照射后,抗菌率达到99.6%。

PPy/SMANa/PES导电复合膜的制备及其抗污性能

为改善聚醚砜(PES)膜的抗污性能,以苯乙烯-马来酸酐钠共聚物(SMANa)为添加剂,采用非溶剂诱导相分离法制备了SMANa/PES膜(简称SP膜)。然后采用气相聚合法,以FeCl_(3)作为氧化剂,在SP膜上沉积导电聚吡咯(PPy)层,制备了PPy/SMANa/PES导电复合膜(简称PSP膜)。采用FTIR、SEM和接触角测试仪表征SP膜、PSP膜的结构和形貌,采用超滤错流过滤法对两种膜的水通量和抗污性能进行了测试。考察了不同FeCl_(3)浓度、反应时间和反应温度对制备的PSP膜性能的影响。结果表明,当FeCl_(3)浓度0.8 mol/L、反应温度30℃、反应时间5 min时,制备的PSP膜表现出最佳的抗污性能,在0.1 MPa的过滤压力下,其纯水通量高达409.6 L/(m^(2)·h),为SP膜的83.8%,超声冲洗后的通量恢复率达到86.6%,比SP膜提高16.6%。

PD@ZIF-8@PPy/PVA混合基质膜渗透汽化乙醇脱水研究

渗透汽化(PV)膜分离技术具有能耗低、效率高、操作简单、不受气-液平衡限制等优点,被广泛应用于生物燃料分离领域.高性能膜材料是该过程能否实现高效分离的关键.依据课题组前期采用聚吡咯(PPy)纳米管外生长ZIF-8颗粒形成连续珍珠项链状(ZIF-8@PPy)结构的工作,采用多巴胺对ZIF-8@PPy进行亲水改性制备得到复合材料PD@ZIF-8@PPy,将其引入到聚乙烯醇(PVA)中制备混合基质膜(MMMs),用于渗透汽化乙醇脱水.在40℃下,分离质量分数为90%的乙醇水溶液时,所制膜的分离因子可达582(纯PVA膜的3倍),总通量为278 g/(m^(2)·h)(纯PVA膜的1.8倍),长时稳定性良好.所制PD@ZIF-8@PPy/PVA MMMs在燃料乙醇生产方面具有良好的应用前景.

Gel/CS/PPy/Zn_(3)In_(2)S_(6)凝胶对酸性品红的综合处理

氧化降解是治理有机废水的常用方法之一,但是降解过程中形成的小分子物质可能会对水体形成二次污染。鉴于此,将Zn_(3)In_(2)S_(6)包埋在明胶/壳聚糖/聚吡咯(Gel/CS/PPy)凝胶中制备出Gel/CS/PPy/Zn_(3)In_(2)S_(6)复合材料,实现凝胶吸附和光催化降解相耦合。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外可见光谱(UV-vis-NIR)对材料的结构及性能进行表征。以酸性品红(AF)为处理对象,开发出吸附富集和原位降解相结合的综合处理方法。Gel/CS/PPy凝胶体系可将AF从污染水体中转移到凝胶内,实现AF的大容量吸附富集,吸附效率可以达到93.74%,凝胶中的Zn_(3)In_(2)S_(6)可以将吸附的AF氧化降解,并再生吸附位点。最终Gel/CS/PPy/Zn_(3)In_(2)S_(6)可重复利用至少6次以上,处理效率保持在90%以上。

Ir(PPY)_3掺杂PVK的电致发光机理

近几年来发展起来的电致磷光(electrophosphorescence)是有机发光二极管(OLED)研究的新生长点。对电致磷光发光机理的研究随即得到了人们普遍的关注。比较了不同正向偏压条件下Ir(PPY)3掺杂聚乙烯基咔唑(PVK)的光致发光(PL)和电致发光(EL)光谱。研究结果显示在电场和注入电流的共同作用下,PL光谱中基质PVK发光的相对强度并没有发生显著的变化。电场或注入载流子不会影响PVK向Ir(PPY)3的能量传递。磷光掺杂聚合物EL主要是由于载流子在掺杂磷光分子上的直接复合,而不是由基质向磷光掺杂分子的能量传递。

基于Ir(ppy)_3载流子直接复合发光的OLED机理研究

针对载流子在面式-三(2-苯基吡啶基-N,C2')铱(Ⅲ)(Ir(ppy)3)上的聚集会对器件性能产生不良影响,在发光层中分别掺入4%的双(2-(4,6-二氟苯基)吡啶基-N,C2')铱(Ⅲ)(吡啶-2-羧基)配合物(FIrpic)和4%的4,4',4″-三(咔唑-9-基)三苯胺(TCTA),器件的性能有明显的提高,最高电流效率分别达到51 cd/A和43.1 cd/A,提高约79%和50%,我们将器件效率的提高归因于TCTA和FIrpic可以使聚集在Ir(ppy)3界面的空穴向主体材料4,4'-二(咔唑-9-基)联苯(CBP)转移,进而可减弱对激子的猝灭作用。

Ir(PPY)3对Rubrene荧光材料的敏化性研究

最近几年,磷光器件是有机电致发光研究领域和产业化的一大热点。在实验中作者发现PVK∶PBD∶Rubrene共掺体系的发光中存在较强的PVK发光,能量传递不充分。由于一些具有重金属离子的有机物,存在强的自旋-轨道耦合作用,引入到共掺体系可以充分利用单线态和三线态的发光,从而获得高于一般有机材料器件所达到的内量子效率。为获得单色性较好的Rubrene发光,作者将磷光敏化剂Ir(ppy)3引入到PVK∶PBD∶Rubrene共掺溶液中,得到了纯正Rubrene发光,Forester能量传递也更加充分。当进一步提高Rubrene掺杂浓度以后,单色性Rubrene发光更加明显,并讨论了Ir(ppy)3所起的作用和器件的发光机理。磷光材料与有机小分子材料共掺的方法,可以有效提高器件的发光亮度及效率。

基于静电吸附作用制备PPy/CNTs复合材料

通过添加十二烷基苯磺酸钠(SDBS),在碳纳米管(CNTs)表面引入具有静电吸附作用的基团,使吡咯单体附着于CNTs表面,然后发生化学原位聚合,得到了由片状聚吡咯(PPy)包覆CNTs所构成的PPy/CNTs复合材料,开辟了一条易于工业化生产制备PPy/CNTs复合材料的途径.所得材料和CNTs借助傅立叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等设备进行了成分和形貌的表征;并将所得材料组装成电化学超级电容器,进行了电化学性能测试.研究结果表明,加入SDBS后,吡咯单体能很好地吸附于CNTs表面;CNTs的应用细化了PPy的颗粒,改善了PPy的导电性能和机械性能,使PPy/CNTs复合材料呈现出多孔状;其电化学容量达到101.1 F.g-1(有机电解液),是同样制备条件下所得纯PPy电化学容量(19.0 F.g-1)的5倍多,约是所用纯CNTs电化学容量(25.0 F.g-1)的4倍.

PPy/LiFePO_4复合材料的制备与性能

通过原位聚合方法制备了聚吡咯(PPy)/磷酸铁锂(LiFePO4)复合材料.傅立叶红外光谱测试表明PPy与LiFePO4之间发生了相互作用;采用扫描电镜观察了PPy在LiFePO4表面的分布情况;采用四探针法、电化学阻抗法及恒电流充放电法测试了复合材料的性能.结果表明:PPy的质量分数为4.69%的PPy/LiFePO4复合材料具有最佳的电化学性能,最小电荷转移电阻为98.83Ω,最大交换电流为0.256 mA,首次放电容量达到154.34 mAh/g,平台容量和平台率分别为133.48 mAh/g和86.48%,并且具有较好的循环性能及倍率性能.

聚吡啶PPY性质的量子化学研究

采用密度泛函(DFT)B3LYP方法,在6-31G*基组水平对聚吡啶分子PPY进行计算,找出了结构稳定性与电子性质的变化规律;并对其能带结构与态密度进行了分析与探讨．

聚吡咯基导电油墨的制备及其性能研究

聚吡咯(PPy)因具有制备简单、成本低、导电性高、环保等优点,而受到广泛的关注。本研究以PPy和导电炭黑(CB)为导电浆料,采用原位聚合法制备了PPy基导电油墨。通过调整树脂连结料含量、导电浆料配比及烧结温度等因素,对油墨的黏度、附着性和导电性进行了研究。结果表明,制备的PPy基导电油墨具备良好的分散均匀性、附着性和导电性,且满足丝印油墨的性能要求。导电浆料配比影响印品的线阻和表面电阻。印品的表面电阻随着烧结温度的增加先减小后增加,100℃时电阻值最小。同时,PPy基导电油墨在多种基材上具有优良的印刷适性。这些结果表明PPy基导电油墨在柔性导电线路、传感材料和静电屏蔽等领域有很大的应用前景。

PPy-UHMWPE纤维结构与性能的研究

针对目前超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维与树脂界面黏结性能较差的问题,以三氯化铁为氧化剂,采用液相沉积聚合方法制备了聚吡咯-超高分子量聚乙烯(PPy-UHMWPE)复合纤维,然后将微滴直径在300～700μm的环氧树脂滴在纤维上,并对纤维/微滴试样进行拉出实验。结果表明,经吡咯沉积聚合后,PPy-UHMWPE纤维与环氧树脂的界面剪切强度有较大提高,约为未处理纤维与环氧树脂界面剪切强度的3倍。通过SEM、FT-IR、DSC、DMA研究处理前后纤维表面形貌和结构的变化,表明在PPy-UHMWPE复合纤维中,PPy与UHMWPE分子链间无化学键作用,PPy-UHMWPE纤维的熔融峰为单峰,且熔点略有下降。

多棱微米结构聚吡咯(PPy)的可控合成

首次通过化学氧化法将α-环糊精分子/吡咯单体包结物聚合制备得到了一系列具有多棱状微纳米结构形貌的聚吡咯材料。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)结果显示合成的多棱状聚吡咯的微观形貌为各截面边长从2.0μm到5.0μm不等,棱边长约20μm的空心棱柱状结构。合成的聚吡咯的分子结构以红外谱图(FT-IR)进行表征,证实了得到的聚吡咯分子结构中环糊精的存在。最后讨论了多棱状聚吡咯的形成机理。该方法为合成具有特殊形貌的微纳米结构导电高分子材料提供了一种新途径。

聚吡咯/碳纳米管高分子导电膜的制备及抗污染性能

从电化学缓解膜污染出发,在聚砜膜表面负载碳纳米管和聚吡咯后形成具有优异导电性能的高分子膜。实验过程中进行了条件优化,其最佳制备条件为:0.25 mol/L的氧化剂FeCl_(3),5℃冰水浴,6 h聚合反应时间,0.4 wt%吡咯浓度和0.08 mg/cm^(2)的碳纳米管用量。通过扫描电镜和傅立叶变换红外光谱显示,碳纳米管能够有效地负载并通过吡咯的聚合锚定在膜表面,形成具备优异导电性能的聚吡咯缠绕碳纳米管的导电层,电化学性能和截留性能测试表明,该导电层可以有效地用作电化学过滤的工作电极。

MnO_2/PPy/PANI三元纳米管复合材料的合成及其电化学电容性能

在聚苯胺(PANI)和二氧化锰(MnO2)存在的条件下,以FeCl3/甲基橙为模板,通过化学氧化法聚合吡咯(Py)单体,制备MnO2/PPy/PANI纳米管复合材料。利用X射线衍射、透射电子显微镜、红外光谱和电化学测试等多种测试技术对复合材料进行物性表征和电化学电容性能测试,并讨论了不同含量的PANI对复合物材料的结构和性能的影响。结果表明,由于PANI、MnO2与PPy三者的相互协同作用,以及材料管状结构的大比表面积,使三元复合材料具有比二元复合材料要大的电化学活性。所合成的三元复合材料最大比容量达到458.4 F/g。

BPO@Ppy微胶囊的制备及其缓释性能的研究

采用悬浮-分散聚合法可成功制备出粒径分布在600~800 nm,包裹率高达83%,能在5~17 h之间可控制缓慢释放的以过氧化苯甲酰(BPO)为芯材,聚吡咯(Ppy)为壳材的微胶囊。所制备出的微胶囊储藏稳定性能较好,通过对微胶囊的释放过程进行动力学模型的构建,其研究结果表明,60°C时微胶囊的缓慢释放过程接近于Higuchi动力学模型。

表面引发聚合法制备PAN-FeCl3／PPy皮芯结构纳米纤维

利用静电纺丝法制备了含有一定质量FeCl3的聚丙烯腈/氯化铁(PAN/FeCl3)复合纳米纤维,并在表面引发聚合吡咯。利用扫描电子显微镜(SEM)对纤维的整体形貌进行表征;应用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对纤维的化学组成进行分析;同时借助热重(TG)分析了表面引发聚合吡咯后对复合纳米纤维热性能的影响。结果表明:采用该方法制备出了以PAN-FeCl3为芯层,聚吡咯(PPy)为皮层的复合纳米纤维,且纤维表面形貌规整均匀,热性能优良。

聚吡咯负载氮化碳光催化剂的制备及其光降解性能研究

通过原位聚合法,成功制备了聚吡咯改性石墨氮化碳(PPy/g-C_(3)N_(4))复合材料,旨在探究其在可见光下降解染料亚甲基蓝(MB)的性能。实验结果表明,当聚吡咯的摩尔分数为0.6%时,该PPy/g-C_(3)N_(4)光催化剂在60 min内对MB的降解率可达90%,相较于纯g-C_(3)N_(4)材料,光催化性能显著提升。此外,该复合材料还表现出优异的循环稳定性。通过自由基捕获实验,确认超氧自由基(·O_(2)^(-))和空穴(h^(+))是该复合材料降解污染物的主要活性物种。这是由于g-C_(3)N_(4)与PPy两者形成的p-n异质结有效减少了电子-空穴对的复合,从而增强了光催化降解活性。这将有助于深入了解反应机理,为制备具有能源和环境应用价值的g-C_(3)N_(4)基高效光催化剂提供可行的途径。

PPy/PMo_(12)膜修饰电极用于水体中化学需氧量测定的研究

该文利用电化学方法制备了聚吡咯掺杂磷钼杂多酸(PPy/PM_(o12))膜修饰电极,该修饰电极对溶液中的 BrO_3^-有很好的电流响应。纳米 TiO_2-KBrO_3,共存体系可以光催化氧化水体中的有机物,体系中的 BrO_3^-浓度变化可用制备的修饰电极进行测定,继而建立了一种利用 PPy/PM_(o12)膜修饰电极测定水体中化学需氧量(COD)的新方法。实验中以葡萄糖为标准物质,研究了测定机理,优化了测定条件。实验结果表明,该方法操作条件温和,能实现快速、准确的测定。COD 值在50.0～500.0mg·L^(-1)浓度范围内,与修饰电极上的电流响应信号值成线性关系,检测限为25.0mg·L^(-1)。将该方法用于实际水样的检测,测定结果与 COD 标准分析法有好的一致性。

PPy含量对Fe_2O_3/PPy锂离子电池负极材料性能的影响

为研究聚吡咯(PPy)含量对Fe_2O_3/PPy负极材料电化学性能的影响,以FeCl_2·4H_2O为Fe源,采用水热法合成Fe_2O_3纳米片,用原位聚合法合成不同PPy含量的Fe_2O_3/PPy复合材料,并通过X-射线衍射和扫描电子显微镜对合成的材料进行表征;将材料组装成扣式电池,采用恒流充放电、循环伏安法和交流阻抗测试进行电化学性能表征.结果表明:PPy的加入改善了Fe_2O_3的循环稳定性,其中PPy质量分数为5.0%的Fe_2O_3/5.0%PPy负极材料的循环性能最好,在200 mA/g的电流密度下,首次放电比容量为1 342.3 mA·h/g,首次库仑效率达到75.1%;经过100次循环,其放电比容量保持为487.4 mA·h/g,高于Fe_2O_3/2.5%PPy、Fe_2O_3/7.5%PPy和Fe_2O_3的放电比容量.