聚苯胺/二氧化钛复合材料的制备及其光催化性能

采用模板自组装技术以氧化亚铜为模板制备了聚苯胺/二氧化钛(PANI/TiO2)复合材料,通过傅里叶红外光谱仪、激光粒度分析仪、紫外可见分光光度计和热分析仪对不同比例复合的聚苯胺/二氧化钛材料进行了表征。研究结果表明:在反应时间、反应温度和催化剂用量等条件保持不变的情况下,苯胺(ANI)用量对复合材料的形貌和性能有着重要的影响。聚苯胺的复合使得聚苯胺/二氧化钛的粒径均比纯二氧化钛的有所增大,但随着苯胺用量的增大,粒径呈减小的趋势。可见光催化复合材料降解苯酚的研究表明,聚苯胺复合有利于光催化效率的提高;复合材料的光催化性能随着苯胺含量的增加呈现先升高后降低的趋势。

聚苯胺/二氧化钛复合材料的制备及应用进展

作为优良的导电聚合物,聚苯胺(PANI)在许多行业有广泛的应用。作为一种无机材料,二氧化钛(Ti O_(2))在诸多领域也有应用潜力。但PANI和Ti O_(2)难以满足较高性能的要求,利用PANI修饰Ti O_(2)制备二元纳米复合材料或者再掺杂其他材料合成三元甚至多元纳米复合材料,依靠形成的p-n结异质结构和材料间的协同效应获得独特性能复合材料成为近年来研发的热点。介绍了PANI/Ti O_(2)复合材料的主要制备方法如原位聚合法、相转化法、水热法、浸渍法、电化学法等,概述了其在光催化剂、传感器、吸附剂、电极、吸波、防腐等方面的应用研究进展,提出了目前还存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望。

一步法制备多孔炭/聚苯胺/二氧化锰三元复合材料及其电化学性能研究

利用化学法在商用多孔碳(AC)材料基底表面一步合成包覆了聚苯胺(PANI)/MnO_(2)复合材料,分别针对pH、温度、搅拌速度、反应时间及苯胺与高锰酸钾的摩尔比这5个因素开展了四水平的正交试验,利用极差分析方法对正交试验结果进行分析,得到具有高比容量的多孔碳/PANI/MnO_(2)(CMP)三元复合材料的优水平制备条件;利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和电化学工作站等手段对优水平条件下制备的三元复合材料的物理形貌、组成结构和电化学性能进行了分析。结果表明:混合生成的PANI和MnO_(2)以絮状产物包覆在AC基底表面,制备的三元复合材料在6mol/L KOH溶液中表现出明显的赝电容特性,其比容量可达336F/g(0.2A/g充放电电流密度,基于CMP质量),0.5A/g电流密度下充放电测试10000圈后比容量保持率可以达到90.65%,表现出良好的电化学循环性能。

二氧化钛聚苯胺复合材料光催化降解性能研究

通过固相合成法制备二氧化钛/聚苯胺复合材料。通过扫描电镜和红外光谱看出,二氧化钛和聚苯胺复合良好。TiO_2/聚苯胺复合材料对甲基橙和亚甲基蓝的光催化降解效果明显好于纯TiO_2。

导电聚苯胺/二氧化锰复合材料原位化学合成制备及表征

通过合理选择二氧化锰加入苯胺/过硫酸铵/酸水反应体系的时间,制备了各种含量的聚苯胺/二氧化锰复合材料(PANI/MnO2)。用FTIR、UV-VIS、XRD和SEM对原位制备的PANI/MnO2进行了表征。XRD证明了原位合成的复合材料中聚苯胺组分为无定型,MnO2的晶型在反应前后未发生变化。SEM证明了反应中形成的聚苯胺倾向于在MnO2颗粒表面沉积,得到一种包裹型的PANI/MnO2复合材料。用苯胺的盐酸溶液在静止状态下处理复合材料,可得到一种树状珊瑚形貌的聚苯胺,这种形貌的聚苯胺不同于酸水体系中常见的颗粒状聚苯胺。

聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料 Ⅱ.形貌表征

通过先用过硫酸铵引发苯胺的聚合,然后再将纳米二氧化锰(nm MnO2)加入过硫酸铵和苯胺的反应体系中,原位制备了导电聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料(PANI/nm MnO2),并有效地避免了nm MnO2在苯胺氧化聚合中的消耗。扫描电镜和透射电镜显示复合材料中nm MnO2为聚苯胺所包裹。X射线衍射研究表明,在复合材料制备过程中nm MnO2的晶型未发生变化,在复合材料中聚苯胺为非晶相结构。

聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料 Ⅰ.原位氧化合成制备

用固相合成法制备了纳米二氧化锰(nm MnO2),并通过原位聚合法制备了聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料。研究结果表明:在苯胺/nm MnO2的盐酸反应体系中,nm MnO2可以使苯胺氧化聚合。在一定的nm MnO2用量下,聚苯胺的产率随苯胺添加量的增加而下降,nm MnO2在产物中的含量也随之下降,且含量很低。在苯胺/nm MnO2/过硫酸铵的反应体系中,研究了nm MnO2通过两种不同的加料方式原位制备PANI/nm MnO2复合材料的合成条件。第一种方式为nm MnO2和过硫酸铵同时与苯胺混合,一起参与苯胺的氧化聚合。第二种方法是先将过硫酸铵和苯胺混合,3min后再将nm MnO2加入反应体系中。研究表明:第一种加料方式得到的PANI/nm MnO2中nm MnO2的含量很低;第二种加料方式可以得到高nm MnO2含量(w=0.14～0.73)的产物,其电导率约10-4S/cm。

聚苯胺／掺锑二氧化锡导电复合材料的制备与表征

以十二烷基苯磺酸(DBSA)／HCl混酸为掺杂剂,过硫酸胺(APS)为引发剂,采用原位聚合法制备了聚苯胺／掺锑二氧化锡(ATO)导电复合材料．探讨了ATO用量对导电复合材料电导率的影响,在n(ANI):n(APS):n (DBSA)=1:1:0．7,m(ATO):m(ANI)=0．1:1时,复合材料室温25℃的电导率最高可达8．35 S·cm-1．通过FT-IR,XRD,SEM对其进行了表征．结果表明,ANI优先在ATO粒子表面聚合,形成聚苯胺包覆ATO的导电复合材料．

聚苯胺/二氧化钛改性膜的制备及其印染废水处理性能

采用原位氧化聚合法,以二氧化钛为填料、苯胺为单体、聚四氟乙烯膜为基底膜制成聚苯胺/二氧化钛/聚四氟乙烯改性膜;采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角测试等对改性膜的结构和形貌进行表征,并考察改性前后膜对甲基橙的处理效率。结果表明:聚苯胺和二氧化钛成功固载到基底膜表面,二氧化钛分散均匀且无明显的相分离,改性膜的亲水性提高,纯水通量增加到380 L/(m^(2)·h),对甲基橙的处理效率达到83%,且经过5次再生循环后,处理效率仍然大于70%。

气-液界面法制备二氧化锰/聚苯胺复合材料教学实验

为了提高实验教学质量,培养学生的创新能力,设计了气-液界面法制备二氧化锰/聚苯胺复合材料教学实验。基于红外光谱和X射线衍射等方法分析了复合材料中聚苯胺和二氧化锰的化学组成与结构,利用扫描电子显微镜观察了复合材料的纳米多孔结构,最后通过电池充放电测试验证了复合材料优异的质量比容量(>300 mAh/g)。教学实践表明,在培养学生的操作技能、安全意识、团队合作、数据处理和总结思考等方面取得了较好的教学效果。

网络结构的聚苯胺-二氧化锰纳米复合材料的制备及其电化学性能

利用水热法合成了一维的MnO2纳米棒,经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面改性后与苯胺单体在低温下混和,通过原位化学氧化聚合法制备了聚苯胺-二氧化锰(PANI-MnO2)纳米复合材料。采用FESEM、FT-IR、XRD、TG、循环伏安以及恒电流充放电等测试技术对复合材料进行了结构和性能的分析。结果表明:MnO2纳米棒穿插在聚苯胺纳米线网络中,通过两者之间的相互作用形成了新的网络结构,随着MnO2含量的增加,复合材料比容量呈现先增大后减小的趋势,当m(An)∶m(MnO2)=1∶3、电流密度为1 mA/cm2时,复合电极材料的比容量最大为104F/g,聚苯胺的引入明显改善了MnO2电极材料的电化学性能。

聚苯胺/二氧化锰复合材料的制备及其光催化性能

以二氧化锰为模板,采用原位复合法合成聚苯胺/二氧化锰复合材料(PANI/Mn O2)。采用IR和XRD对产物进行表征,结果表明,复合材料中的聚苯胺是理想的翠绿亚胺结构,二氧化锰为四方晶系α-Mn O2。研究光催化剂用量、染料浓度和催化剂重复使用次数对光催化降解直接耐晒翠蓝的影响,结果表明,在染料直接耐晒翠蓝浓度10 mg·L-1、PANI/Mn O2催化剂用量0.010 g·(20 m L)-1和光照20 min条件下,直接耐晒翠蓝降解率达84.1%。

环氧树脂/二氧化钛纳米复合材料的制备及性能

以纳米ＴｉＯ２ 为填料制备了环氧树脂／ 二氧化钛（ＥＰ／ＴｉＯ２） 纳米复合材料，研究了纳米ＴｉＯ２ 对复合材料性能的影响，结果表明，纳米ＴｉＯ２ 经表面处理后，可对环氧树脂实现增强、增韧，当填充质量分数为３ ％ 时，材料的拉伸弹性模量较ＥＰ提高３７０ ％ ，拉伸强度提高４４ ％ ，冲击强度提高８７８ ％ ，其他性能也有明显提高。

新型的高杀菌纳米二氧化钛/聚丙烯复合材料的结构和物理特性研究

基于一种新型的纳米二氧化钛(TiO2)粉体,利用熔体共混方式制备了纳米TiO2/聚丙烯(PP)复合材料,研究了复合材料的相分散结构、结晶特性、力学性能、杀菌性能和流动性能。结果发现:新型纳米TiO2在聚丙烯中有较好的分散度,绝大多数纳米TiO2在聚丙烯中的聚集体尺寸接近于100纳米;新型纳米TiO2对聚丙烯有一定的结晶成核作用,但并不能提高结晶度;复合材料的力学性能随纳米TiO2含量的增加呈现出拉伸强度下降,伸长率降低,模量和冲击强度上升的趋势。2%纳米TiO2含量的聚丙烯复合材料的综合物理机械性能较好。新型纳米TiO2填充到PP中可以起到良好的抗菌杀菌作用,但也在一定程度上使聚丙烯发生氧化降解,进而导致纳米TiO2/聚丙烯复合材料的流动性略优于纯聚丙烯。

硅藻土负载二氧化钛复合材料的制备与光催化性能

对硅藻土进行提纯处理后,用水解沉淀法制备了硅藻土负载纳米TiO2复合材料。采用扫描电镜和X射线衍射等手段对复合材料进行了表征,并进行了复合材料的光降解脱色实验研究。结果表明:负载在硅藻土表面的TiO2晶型为锐钛型,晶粒平均尺寸为12nm,纳米TiO2在硅藻土表面形成了均匀的包覆。用对罗丹明B溶液的脱色率检验得到样品的光降解性能。结果表明:所制备的硅藻土负载纳米TiO2复合材料具有较强的光降解性,其对罗丹明B的光降解率明显高于德国Degussa公司的纳米TiO2商品P25的降解率。

纳米二氧化钛复合材料的抗菌性能研究

以钛酸丁酯为主要原料,采用金属离子掺杂、复合半导体等方法制备不同的纳米二氧化钛复合材料,研究复合后对其抗菌性能的影响。结果表明:Ag+/TiO2 SiO2和V2O5/TiO2 SiO2两种材料不需紫外光照射即具有较强的抗菌性能,应用其制备的陶瓷对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的杀抑率均在99%以上。对其抗菌机理进行了初步的分析。

聚丙烯／改性纳米二氧化钛复合材料的制备与性能

采用自制超分散剂对金红石型纳米二氧化钛进行表面处理,然后采用熔融共混的方法与聚丙烯(PP)进行共混制备纳米复合材料,研究了超分散剂用量及纳米二氧化钛用量对复合材料性能的影响。结果表明,超分散剂处理纳米二氧化钛的最佳用量为2%(质量分数);纳米二氧化钛填充PP的最佳用量为1.5%(质量分数);超分散剂对纳米二氧化钛具有明显的均匀分散效果;并且显著降低了复合材料的熔融黏度,改善加工性能;超分散剂处理的纳米二氧化钛填充PP具有明显的增强增韧作用。

聚苯胺复合二氧化钛的制备及其降解硝基苯研究

以苯胺和二氧化钛为原料,采用化学氧化法,合成光降解复合材料聚苯胺(PANI)/二氧化钛(TiO_(2)),并对其进行表征。采用该复合材料对50mg·L^(-1)的硝基苯模拟废水进行自然光催化降解研究,实验结果显示,当二氧化钛和苯胺用量摩尔数之比为10∶1,在自然光条件下获得最佳的催化效果,同时讨论了不同pH值和投加量对降解效果的影响,发现当pH=7,投加量为0.5g·L^(-1)时,2h自然光降解效率达到95.2%,反应速率常数增长了3.25倍。

纳米二氧化钛填充橡胶复合材料的分散结构与性能

用粒径为20～40 nm的纳米二氧化钛(B-TiO2)填充天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)制备了橡胶复合材料,研究了B-TiO2在橡胶基体中的分散结构、复合材料的力学性能以及抗菌性能,并与德国Degussa公司的催化剂纳米TiO2 (D-TiO2)进行了对比.结果表明,B-TiO2在NR和NBR中表现出良好的分散,绝大多数B-TiO2在橡胶中聚集体尺寸小于100 nm,特别是在NR中B-TiO2分散颗粒大小与其原生颗粒大小相近,明显优于D-TiO2在NR中的分散;在B-TiO2用量小的情况下,橡胶复合材料的力学性能基本不受B-TiO2的影响.D-TiO2对橡胶复合材料的老化性能也没有影响.橡胶基体中填充B-TiO2后,其抗菌性能明显提高,当用量超过2份(质量)时,其抗菌性能已经达到较高的水平;D-TiO2/NR抗菌效果与B-TiO2/NR的抗菌效果相当,热氧老化不影响橡胶复合材料中TiO2发挥其抗菌特性.

石墨烯/二氧化钛复合材料富集-石墨炉原子吸收光谱法测定铅和镉

以石墨烯/二氧化钛复合材料为吸附剂,结合石墨炉原子吸收光谱法,建立了Pb？和Cd？的检测方法。优化的实验条件为：溶液pH=5.0,吸附时间为60 min,吸附剂用量为0.02 g。结果表明：吸附过程符合拟二级动力学反应模型;吸附反应是吸热过程。建立的石墨烯/二氧化钛复合材料富集-石墨炉原子吸收光谱法对Pb2＋和Cd2＋的检出限分别为0.086和0.006μg/L,相对标准偏差为3.2%和2.5%。将本方法应用于矿石标准样品的测定,测定结果与标准值相符;用于茶叶实际样品的测定,回收率为96.8%~105.0%。