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.

PPy对染料污水的吸附性能研究进展

染料污水色度高、成分复杂、重金属含量高、排放量大,是最难处理的工业污水之一,探索高效、成本低的污水处理方式方法对印染行业发展至关重要。本文综述了染料分类、染料污水特点、常用的染料污水处理方法以及聚吡咯(PPy)基复合材料在染料污水处理方面的应用,展望了工业染料污水处理工艺的未来发展趋势及其PPy在此领域的应用前景。

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.

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。

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。

CoFe2O4-PPy@CS磁性纳米材料制备及吸附研究

用聚吡咯(PPy)和壳聚糖(CS)功能化CoFe2O4,制得CoFe2O4-PPy@CS磁性纳米复合材料。对所得材料的形貌和结构进行表征,并研究了不同环境参数对复合材料吸附Cu^2+、孔雀石绿(MG)和甲基蓝(MB)的影响。结果表明,复合材料吸附Cu^2+和MG(MB)的适宜pH分别为5~7、5~9;随着时间的延长,对Cu^2+、MG、MB的吸附量均逐渐增加,MB的吸附速率要明显快于Cu^2+和MG,并于120 min左右达到吸附平衡,而Cu^2+和MG则需要更长的平衡时间。对Cu^2+的吸附符合Langmuir等温线模型,对MG的吸附符合Freundlich等温线模型,且2种吸附等温线模型均能较好地拟合对MB的吸附过程,最大吸附量分别可达48.3、246.0、233.8 mg/g。三者的吸附动力学均遵循准2级动力学反应模型。

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。

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。

CNTs/PPy/MnO_2复合材料的制备及电容性能的研究

采用自组装法制备CNT/PPy/MnO_2三元复合材料,利用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱对其结构和形貌进行表征,通过循环伏安、恒流充放电及交流阻抗对其电化学电容性能进行了研究,并讨论了不同配比对复合材料的电化学性能的影响。结果表明:CNT/PPy/MnO_2三元复合材料在质量比为m(CNT)∶m(PPy)∶m(MnO_2)=45∶10∶45时,内阻小且具有良好的充放电可逆性,在1 mol/L的Na_2SO_4溶液中,以0.28 A/g电流密度放电时,比电容可达178 F/g。扫描500圈后,电容保持率仍在92%以上,表明具有良好的循环稳定性。

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.

PPy@UiO-66复合膜用于选择性去除水中钠离子

再生水的回用可缓解水资源危机,而其中高浓度的钠(Na^+)成为其灌溉回用中的危害因素。采用电化学双脉冲法制备了一种由金属有机框架化合物UiO-66与聚吡咯(PPy)杂化的PPy@UiO-66复合膜,并研究了其对钠离子的电控离子交换性能。结果显示,该复合膜对钠离子具有良好的电控离子交换能力,其原因可归结于UiO-66的孔道结构及有机配体对Na^+的亲和性。钠离子交换量达45.61 mg/g,且其对Na+的选择性也明显优于Li^+、K^+。利用周期性调变膜的还原和氧化电位的方式,实现了Na^+在膜与溶液之间快速的传递与交换。此外,PPy/UiO-66复合膜比单一的PPy膜具有更高的钠离子交换量。

硅烷自组装膜对PPy固体铝电解电容器的影响

通过对比在固体铝电解电容器多孔性绝缘A12O3膜表面是否进行硅烷偶联剂预处理后化学聚合得到的导电聚吡咯(PPy)薄膜的连续性、附着性与电导率以及所得PPy固体铝电解电容器的性能指标,探讨了硅烷自组装膜对PPy薄膜与PPy固体铝电解电容器性能的影响及硅烷自组装膜在多孔性A12O3膜表面的形成机理与PPy薄膜在硅烷自组装膜上的成膜机理.PPy薄膜的电导率从5.4 S·cm-1提高到了16.6 S·cm-1,PPy固体铝电解电容器的损耗角正切tgδ≤0.06(120Hz,20℃),漏电流IL≤0.04 CV(或3μA).

PPy-TiO_2/CSC的制备及太阳光催化处理没食子酸生产废水研究

以工业级纳米Ti O_2为原料,吡咯作为聚合物单体,采用化学氧化法和原位聚合法制备了聚吡咯(PPy)改性催化剂。以椰壳活性炭(CSC)作为载体,制得PPy-Ti O_2/CSC,对其进行了表征。在模拟太阳光照下,对没食子酸生产废水的处理进行了研究,考察了双氧水加入量、p H、光照时间和催化剂用量对COD的影响,进行了L_9(3~4)正交实验。结果表明,PPy-Ti O_2在可见光区的吸收比纳米Ti O_2强,发生红移;改性后Ti O_2晶型未改变。优化工艺条件为:在500W氙灯光照下,催化剂加入量为5 g/L,6 m L/L的质量分数3%的H_2O_2,p H=7,光照2.5 h。最终没食子酸生产废水光催化降解率可达88.52%,且在重复使用过程中能保持较好的光催化活性。

含Ph2PPy配体的络合物的合成及催化性能

合成了二苯基吡啶基膦配体（Ph2PPy）,以及该配体与Fe、Co、Ni等单核和Fe-Rh、Co-Rh、Ni-Rh等双核络合物。评价了这些络合物催化剂对甲醇羰基化反应的催化性能。

VXG掺杂PPy材料的电化学性能研究

将吡咯衍生物单体(碘化N,N,N-三甲基-(2-吡咯-1-乙基))进行氧化聚合,合成水溶性聚吡咯衍生物,将该产物与V2O5溶胶混合,进行聚合物溶液插层反应,合成聚(N,N,N-三甲基-(2-吡咯-1-乙基))(PTPAI)/VXG复合薄膜。采用电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)对其电学性能进行了测试。结果表明:该复合薄膜的等效电路为R1(Q1[R2W1]),Rs=160.215Ω,Rct=6278.86Ω,双电层电容CPE=1.73216×10-4F,离子迁移系数4.37×10-12cm2/s(-0.5V)。PTPAI提高了VXG的氧化还原电位,且出现另一个较小的氧化还原峰电位。

PPY催化合成乙酸沉香酯

利用吡啶与二氯亚砜反应 ,制成双吡啶盐 ,进而与四氢吡咯反应 ,一步法合成 4 ( 1 四氢吡咯 )吡啶(PPY)。利用PPY为催化剂进行沉香醇的酰化反应 ,并对影响反应的诸因素进行了讨论 ,醇的转化率为 99% ,酯的收率为 88.2 %。

Fe-PPy-TsOH/C用作质子交换膜燃料电池氧电极催化剂的研究

氧电极催化剂是制约质子交换膜燃料电池(PEMFCs)发展和应用的一个重要因素,开发低价高效的非贵金属催化剂对PEMFCs来说已成为当务之急。本研究选择氮掺杂的碳载过渡金属(M-N/C)类催化剂为研究对象,以铁盐作为金属前驱体,BP2000为碳源,聚吡咯(PPy)为氮源,对甲基苯磺酸(TsOH)为掺杂剂,合成了非贵金属催化剂Fe-PPy-TsOH/C,探究了不同的热处理温度及钴原子的掺杂对其氧还原催化性能的影响。研究结果表明:800℃制备的Fe-PPy-TsOH/C催化剂因结晶度高、颗粒大小适中且分布均匀而具有最佳的氧还原催化性能;一定量的钴原子取代可以改善Fe-PPy-TsOH/C的氧还原催化性能,当钴的掺杂量为33.33%时(铁钴原子比为2:1),催化剂的性能达到最优。