有机酸掺杂的聚苯胺/凹凸棒复合材料的制备及性能表征

以磺基水杨酸为掺杂剂,采用化学原位聚合法合成了聚苯胺/凹凸棒土(PANI/ATP)纳米导电复合材料,并通过SEM、XRD和FT-IR技术对样品的形貌、结构进行表征。同时考察了苯胺(Ani)与凹凸棒土(ATP)质量比对复合材料体积电阻率的影响。结果表明:苯胺单体在凹凸棒土的表面发生原位聚合,并以非晶态形式包覆在凹凸棒土的表面,形成有机包覆层。随着苯胺用量的增多,纳米复合材料的电导率逐渐增大,当Ani/ATP质量比超过20∶80时,电导率增加缓慢并趋于稳定。

HCl、对甲基苯磺酸共掺杂聚苯胺/凹凸棒复合材料

以凹凸棒(ATP)为载体,通过原位聚合法制备出盐酸、对甲基苯磺酸共掺杂(PANI/ATP)复合材料。利用Fourier红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对制得的复合材料进行化学结构和形貌表征。实验研究了该复合材料对含痕量Cr(Ⅵ)废水的吸附,考察了物料配比、p H值、投料量和吸附时间对其吸附性能的影响。结果表明:当HCI浓度为0.5mol/L、对甲基苯磺酸为1.0g,p H值为2,投料量为0.331g,吸附时间为4h时复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附达到了最优。实验数据还表明该复合材料还具有良好的再生性能。

聚苯胺/凹凸棒复合材料电极的制备

文章采用电泳沉积的方法,制备了聚苯胺/凹凸棒(PANI/ATP)复合材料电极,并对PANI/ATP电极的微观形貌和电化学性能进行了研究。结果表明,当沉积电压为20 V,沉积时间为180 s,PANI/ATP胶体悬浮液的浓度为0.2 mg/m L时,所制备的PANI/ATP电极具有最佳的电化学性能。采用电泳沉积方法制备的PANI/ATP电极的电化学性能优于PANI电极。

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。

多壁碳纳米管/聚苯胺纳米纤维复合材料的制备及其吸附性能研究

为了探究掺杂后聚苯胺(PANI)吸附染料的性能,以有机酸、多壁碳纳米管(MWCNTs)为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,通过原位氧化聚合法合成了多壁碳纳米管/聚苯胺(MWCNTs/PANI)纳米纤维复合材料,利用紫外-可见光分光光度计、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对其结构、组成及微观形貌进行表征。使用MWCNTs/PANI纳米纤维复合材料和PANI对刚果红溶液进行吸附实验,发现复合材料吸附效果更优异,吸附率达到95%左右。通过吸附动力学研究复合材料的吸附机理,结果表明MWCNTs/PANI纳米纤维复合材料吸附刚果红的过程符合准二级动力学模型。

聚苯胺@膨胀石墨复合材料的吸附性能研究

为了消除染料对环境的污染,使用4种酸、膨胀石墨(GIC)为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,采用原位聚合法制备了聚苯胺/膨胀石墨复合材料吸附剂。利用紫外、SEM等手段对材料进行表征。结果表明,成功制备具有纳米棒状结构材料。使用聚苯胺/膨胀石墨复合材料进行吸附实验,研究了吸附剂质量、温度、pH等因素对吸附条件的影响。吸附实验表明对染料的去除率达到95%以上。吸附动力学曲线表明吸附过程符合准二级动力学,以化学吸附为主。

凹凸棒石/纳米铁复合材料的制备工艺及对亚甲基蓝废水的处理

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。亚甲基蓝(MB)是工业染料废水中的典型污染物,不经处理任意排放会给水体带来非常大的危害。本文通过对凹凸棒石灼烧、有机超声改性和原位负载纳米铁制备了凹凸棒石/纳米铁复合材料(DDBAC/ATP/nZVI)。得到了复合材料的制备工艺:凹凸棒石原土经300℃焙烧1.5 h后加入20 mmol/100 g十二烷基二甲基苄基氯化铵(DDBAC),超声20 min,然后用液相还原法负载纳米铁,铁土比为1∶3、KBH_(4)浓度为0.25 mol/L、反应时间为3 h。XRD、IR、SEM、BET、XPS等表征证实了DDBAC和纳米铁成功负载到凹凸棒石表面。复合材料对亚甲基蓝的较大吸附去除量为114.94 mg/g,60 d内应用性能稳定。

原位TiB/凹凸棒石矿物双相增强Ti基复合材料的制备及其摩擦学性能

以Ti、Al、B和凹凸棒石矿物粉体为原料,利用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了原位TiB/凹凸棒石矿物双相增强Ti基复合材料,借助扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、显微硬度计和纳米压痕仪等研究了凹凸棒石矿物对原位Ti基复合材料微观组织、物相结构、增强体形态与分布以及微纳力学性能的影响,采用SRV滑动磨损试验机考察了其在油润滑条件下的摩擦学性能,探讨了凹凸棒石改善原位Ti基复合材料力学及摩擦学性能的作用机制.结果表明,SPS工艺制备的原位TiB/凹凸棒石矿物双相增强Ti基复合材料组织致密,原位自生TiB增强体分布均匀,凹凸棒石矿物对复合材料基质相具有明显的细晶强化作用.在摩擦过程中复杂的物理和化学作用下,凹凸棒石矿物与复合材料中的Ti、Al以及对偶钢球的Fe等元素发生摩擦化学反应,在摩擦表面形成了由金属氧化物、二氧化硅、石墨和凹凸棒石矿物等构成的减摩自修复层,从而使钛基复合材料表现出优异的摩擦学性能.

表面修饰凹凸棒土填充PBT基复合材料的力学性能

通过水浴法,采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH-560)对凹凸棒土(ATP)进行表面修饰。以聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为基体,经熔融插层共混,制备PBT基ATP复合材料。研究了ATP的晶型结构、表面形貌以及分散特性。通过拉伸性能、缺口冲击强度测试对复合材料的力学性能进行评估,并分析了复合材料的拉伸断口形貌,探讨了ATP对PBT基体的增强机制。结果表明:ATP为典型的纤维棒状结构,表面凹凸不平,直径为30 nm左右,基于ATP表面存在的羟基,经脱水缩合KH-560成功接枝到ATP表面,并促使ATP晶面间距增大,晶粒度发生细化,使其分散特性得到改善,表面改性剂与PBT分子链之间相互渗透,形成具有一定厚度的柔性界面层,两相之间的界面黏附特性增强。对于3%(除特殊说明外,均为质量分数)酸洗后的ATP和KH-560表面修饰的ATP填充的PBT基复合材料,它们的拉伸强度分别为58.1 MPa与61.4 MPa,相对于纯PBT分别提升了13.3%与19.7%。

镍掺杂聚苯胺/生物质炭复合材料的电化学性能

为制备高性能、低成本的电极材料,本文以八月瓜果皮生物质炭(BC)为基质,六水合硝酸镍、苯胺为原料,通过化学氧化聚合法合成了镍离子掺杂聚苯胺包覆生物质炭复合材料(Ni@PANI/BC)。通过扫描电镜(SEM)及能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析(TG)、比表面积测试(BET)等表征手段对其结构进行表征,循环伏安法(CV)、恒电流充放电(GCD)测试和电化学阻抗谱(EIS)对其进行电化学性能测定,考察了镍离子掺杂对Ni@PANI/BC结构和电化学性能的影响。研究表明,镍离子掺杂聚苯胺包覆生物质炭形成了多孔交联网状结构、比表面积大、导电性能良好的复合材料。当六水合硝酸镍与苯胺、BC质量比为1.5∶5∶3时,所得的电极材料电化学性能最佳。在1 A/g电流密度下,Ni@PANI/BC质量比电容最高可达608.4 F/g,在10 A/g下,充放电循环5000次,容量保持率为85.4%,该材料具有与文献报道相关材料相媲美的电化学性能。

PEG4000/聚苯胺形状稳定复合相变材料的制备及其储热性能

以聚苯胺气凝胶(PANI)为支撑骨架,聚乙二醇4000(PEG4000)为相变材料,银纳米线(AgNWs)为导热增强填料,采用低温氧化聚合法和真空浸渍法制备得到具有良好形状和循环稳定性的定形相变复合材料PEG4000@Ag/PANI.聚苯胺气凝胶的高孔隙率及PEG4000与基体材料间的氢键作用和毛细作用,使得相变复合材料的最高负载率能够达到94.17%(熔融焓为165.17 J·g^(–1),凝固焓为152.77 J·g^(–1));加入AgNWs与PANI气凝胶共同搭建导热通路,提高了相变复合材料的导热性能(热导率最高为0.45 W·m^(–1)·K^(–1),比纯PEG4000提高80%);借助Ag NWs和聚苯胺优异的光吸收能力,相变复合材料的光–热转换效率达到90.61%.高储能密度、高光热转换能力和高热导率定形相变复合材料的成功制备为新型相变复合材料的合成提供了新思路,为太阳能光–热转换和储能应用提供了新材料,实现对太阳能的高效利用.

盐酸掺杂聚苯胺／凹凸棒土纳米导电复合材料的研究

用原位聚合法在凹凸棒土(ATP)的表面包覆上HCl掺杂的聚苯胺(PANI),合成了盐酸掺杂PANI/ATP纳米复合材料。研究了聚合温度、苯胺包覆率、聚合时间和过硫酸铵(APS)用量对复合材料体积电阻率的影响。结果表明:在苯胺包覆率为30%、聚合温度为20℃、聚合时间为4h、干燥时间为2.5h和n(HCl)∶n(APS)∶n(An)=11.63∶1.08∶1的条件下,复合材料的体积电阻率可达2.5Ω·cm。并通过TG-DTA、XRD、FTIR对该条件下制备的纳米复合材料进行了表征。

聚苯胺/凹凸棒石纳米导电复合材料的制备及性能研究

首先以纳米凹凸棒石(ATP)为核体,盐酸为一次掺杂剂,原位合成盐酸掺杂聚苯胺/凹凸棒石纳米复合材料(HCl-PANI/ATP),然后在氨水溶液中脱杂,再以磺基水杨酸(SSA)为二次掺杂剂,制备了磺基水杨酸掺杂聚苯胺/凹凸棒石纳米复合材料(SSA(HCl)-PANI/ATP)。利用热分析(TG-DTA),傅立叶红外光谱(FTIR),X-射线衍射(XRD),粒度分布和电导率测试等手段对产物进行了结构表征和性能研究。结果表明,与HCl-PANI/ATP相比,二次掺杂将复合材料的体积电阻率从10Ω·cm降到2Ω·cm,导电稳定性从90℃提高到120℃,平均粒径从383.8nm降到261.6nm;与传统掺杂工艺相比较,SSA的使用量大约降低了33.3%。

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。

聚苯胺/凹凸棒纳米复合材料对活性艳红X-3B的吸附性能

以盐酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,通过原位聚合法制备了聚苯胺(PANI)/凹凸棒(ATP)纳米复合材料。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对复合材料的结构进行表征,发现聚苯胺纳米颗粒包覆在棒状的凹凸棒表面形成纳米复合材料。以活性艳红X-3B水溶液为模拟染料废水,考察了吸附剂用量、吸附时间、pH值对吸附效果的影响,结果表明:该吸附剂具有很高的吸附速率,10min内染料的去除率可超过98%,当pH值=6~7时,吸附效果优异。

聚苯胺及其复合材料的制备及应用研究进展

针对聚苯胺具有良好的应用前景和商业价值的现状,对聚苯胺及其复合材料的制备方法进行综述,包括化学氧化聚合法、电化学氧化聚合法、酶催化聚合法、乳液聚合法、原位聚合法和光诱导聚合法等;根据聚苯胺具有较强的导电性能、优良的环境稳定性、可调节的氧化态等特点,介绍聚苯胺及其复合材料在吸附材料、传感器、超级电容器、太阳能电池、电磁屏蔽材料及发光二极管等领域中的应用。指出聚苯胺作为一种重要的导电高分子聚合物,未来的研究重点是通过可控的合成方法与无机半导体粒子形成复合材料,利用聚苯胺的能量传递作用增强无机半导体材料的荧光性能等。

凹凸棒石增强聚酰亚胺复合材料的干摩擦性能研究

本文中研究制备了聚酰亚胺(PI)多元纳米复合材料,系统考察了多元纳米复合材料在干摩擦条件下的摩擦学性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(OM)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(ATR-FTIR)和拉曼光谱(Raman)对转移膜的微观形貌和化学成分进行系统分析.摩擦学试验结果表明,与传统碳纤维/石墨(CF/Gr)增强的聚酰亚胺复合材料相比,凹凸棒石(ATP)增强的聚酰亚胺多元纳米复合材料具有更佳的减摩抗磨性,其磨损率降低约69%.结果分析表明在摩擦热和摩擦应力作用下,ATP的摩擦化学产物MgO、SiOx和Al_(2)O_(3)与PI分子链段以及石墨碳在摩擦界面发生摩擦烧结,在金属对偶表面形成含有陶瓷微晶的高质量转移膜,显著提升PI复合材料在干摩擦条件下的减摩抗磨性能.本研究为制备耐高温和长寿命高端摩擦部件提供研究基础.

镍渣衍生Fe_(3) O_(4)/聚苯胺复合材料的制备及微波吸收性能研究

镍渣含有多种有价金属元素,其综合利用研究越来越受到重视。从镍渣中回收的Fe_(3)O_(4)本身具有一定的吸波能力,但存在密度大、阻抗匹配差等缺点。本工作首先采用熔融氧化法、磁选及球磨法从镍渣中获得Fe_(3)O_(4)颗粒,然后采用原位氧化聚合法将其与苯胺复合制备镍渣衍生Fe_(3)O_(4)颗粒(FPENS)/聚苯胺(PANI)复合材料。对FPENS/PANI复合材料的物相组成、微观形貌及磁学性能进行表征,并研究了微波吸收性能和吸波机理。结果表明,FPENS/PANI复合材料中聚苯胺的相对含量对材料的吸波性能有较大的影响,当Fe_(3)O_(4)与苯胺的质量比为5∶1时,材料的最小反射损耗在15.8 GHz处达到-38.9 dB,匹配厚度为1.5 mm,有效带宽为4.24 GHz。FPENS/PANI复合材料对电磁波的损耗主要来源于磁损耗和介电损耗,其中磁损耗以自然共振和交换共振为主,介电损耗以偶极极化和界面极化为主。本工作为固废镍渣的综合利用提供了新思路。

石墨烯／聚苯胺／凹凸棒土聚氯乙烯复合材料掺杂改性

以原位聚合法制备石墨烯/聚苯胺/凹凸棒土改性剂,并用溶液混合法制备聚氯乙烯复合材料。用XRD、红外对复合材料进行了表征,通过扫描电镜(SEM)观察了掺杂剂在聚氯乙烯基体中的分散情况,并使用废油和甲基橙研究了复合材料的吸附及降解性能。

凹凸棒土/g⁃C_(3)N_(4)⁃Pt/聚苯胺复合材料的制备及其可见光催化性能

石墨氮化碳(g⁃C_(3)N_(4))是一种窄带隙的n型半导体材料,具有可见光降解有机污染物能力;凹凸棒土(ATP)具有很强的表面活性和吸附能力,可作为催化剂的载体。我们以g⁃C_(3)N_(4)和ATP杂化材料(ATP/g⁃C_(3)N_(4))为基础,通过简单的化学还原法将纳米Pt颗粒沉积到ATP/g⁃C_(3)N_(4)表面,随后利用纳米金属Pt颗粒催化苯胺无电聚合,促使聚苯胺(PANI)在ATP/g⁃C_(3)N_(4)表面或孔道中原位生成,获得ATP/g⁃C_(3)N_(4)‑Pt/PANI复合材料。以阴离子染料甲基橙(MO)为模型体系,考察了复合材料的可见光催化性能。研究表明,共轭结构的PANI和g⁃C_(3)N_(4)在复合材料中保持完好,说明其具有良好的兼容性。由于多组分材料之间的协同效应,使得ATP/g⁃C_(3)N_(4)‑Pt/PANI纳米复合材料具有卓越的光催化性能。可见光光照80 min后,对20 mg·L^(-1) MO溶液的降解率达96.3%,而且循环5次后,其降解率仍保持在93.5%。