聚苯胺/活性炭复合材料制备及吸附Cr(Ⅵ)的研究

采用活性炭作为多孔基体,利用化学氧化法在活性炭孔道内原位聚合沉积合成聚苯胺,制得用于高效去除水体Cr(Ⅵ)的聚苯胺/活性炭复合材料。利用N2吸附/脱附、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱等手段对材料结构和表面性质进行表征。结果表明,随着聚苯胺含量增加,所得复合材料活性炭孔道堵塞愈加显著,但表面氨基官能团数量增多,对水体中Cr(Ⅵ)的去除性能相应加强。温度为25℃,pH=1,复合材料加量为0.100 g条件下,最佳复合材料对100 mg/L K2Cr2O7溶液中Cr(Ⅵ)的去除率可达99.26%,循环使用6次后,去除率依然为92.32%。吸附模型研究表明,聚苯胺/活性炭复合材料吸附Cr(Ⅵ)过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。     

PANI/MWNTs复合材料的合成及电容性能

以苯胺(PANI)和多壁碳管(MWNTs)为原料,采用原位聚合法合成聚苯胺,使聚苯胺均匀包覆在碳管表面,得到PANI/MWNTs复合材料.在1mol/L H2SO4电解液中,以甘汞电极为参比电极,通过循环伏安、恒流充放电测试其电化学特性.结果表明,当电流密度在1A/g时,复合材料的比电容达到241.6F/g,远大于纯碳...     

氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的超级电容性能研究

文章以氧化石墨烯(GO)与苯胺单体为原料,按照GO与苯胺不同的质量比原位合成GO/聚苯胺(PANI)复合材料,经冷冻干燥后再进行热处理。将得到的样品制作成超级电容器的电极,并通过对电极进行电化学性能测试来优化GO/PANI复合材料的热处理温度和质量比,以提升其比电容。通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察GO/PANI复合材料的表面形貌,与电化学性能进行对比,以此优化实验条件,为下一步实验提供参考。     

ZnFe_2O_4/聚苯胺复合材料的制备及光催化性能

采用化学氧化聚合法制备了组分含量比不同的ZnFe_2O_4/聚苯胺纳米复合材料(ZnFe_2O_4/PANI),对产物进行了表征,并研究了其对罗丹明B的吸附性能和可见光下的光催化性能.结果表明:随着纳米ZnFe_2O_4与苯胺的投料质量比(wZ/A)的减小,ZnFe_2O_4/PANI中聚苯胺(PANI)的质量分数和酸掺杂度均增大,复合物的可见光吸收性能和导电性均增强;同时,PANI的修饰提高了催化剂对罗丹明B的吸附能力,平衡吸附量随着wZ/A的减小而缓慢增加;产物的光催化性能先增加、后减小,wZ/A=10%的产物的光催化性能最好,且在重复使用5次内呈现良好的催化稳定性,可磁回收.结合活性物种捕获实验结果,推测其光催化反应过程中氧化性自由基和空穴共同参与了罗丹明B的降解.     

聚苯胺/氧化石墨烯导电复合材料的制备

通过原位聚合非二次掺杂制备了高导电性聚苯胺/氧化石墨烯复合材料.采用盐酸为掺杂酸,研究了聚苯胺/氧化石墨烯的微观形貌;探讨了盐酸浓度及氧化石墨烯（GO）用量对反应过程和复合材料导电性的影响.结果表明：聚苯胺（PANI）以球状物的形式均匀地包覆在GO表面;盐酸浓度超过0.5 mol·L-1,反应诱导期明显缩短,复合材料的导电性显著提高.在聚合体系中加入GO可延长聚合反应诱导期,但随着GO用量的增加反应诱导期缩短.当盐酸浓度为0.5 mol·L-1,GO与苯胺单体质量比超过2％时,制备的PANI/GO复合材料中GO形成导电通路,电导率较纯PANI提高一个数量级,达到1.4S·cm-1.     

导电聚酯片的制备及酸处理对导电层吸附量和黏附性的影响

以盐酸为掺杂剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用原位聚合的方法制备了导电聚酯片(PET)。为了增大导电高分子聚苯胺(PANI)在合成基材聚酯片表面的吸附量和黏附性,在苯胺聚合前对聚酯片进行酸处理。酸处理对聚酯片表面润湿性、化学组成及形貌的影响分别采用接触角测试仪、X射线光电子能谱仪、扫描电镜进行表征。苯胺聚合后聚酯片质量变化用于评估聚苯胺在聚酯片表面吸附量的大小。1-甲基-2-吡咯烷酮清洗后导电聚酯片颜色和电导率的变化用于判断聚苯胺在聚酯片表面的黏附性大小。实验结果表明,酸处理有效地提高了聚苯胺在聚酯片表面的吸附量和黏附性。该方法制备的导电聚酯片有望直接作为导电器件使用,可在一定程度上提高聚苯胺的可加工性。     

循环伏安法合成导电聚苯胺导电性及热稳定性

聚苯胺近年来在金属防腐领域备受关注,在质子交换膜燃料电池(PEMFC)不锈钢双极板表面电化学沉积聚苯胺薄膜,能够进一步提高双极板的耐腐蚀性能,有望替代传统的石墨双极板在PEMFC中得到应用。电池工作条件下要求双极板具有导电性,工作温度在70~100℃,因此研究聚苯胺薄膜的导电性和热稳定性十分必要。采用循环伏安法,在0.2mol/L H_2SO_4和0.1mol/L苯胺组成的水溶液体系中,在316L不锈钢表面制备了聚苯胺(PANI)薄膜;采用红外光谱研究PANI薄膜的化学结构;采用四探针技术测量PANI的电导率;采用热重分析技术研究了PANI的热稳定性;采用扫描电镜观察表面形貌。结果表明:聚苯胺薄膜的电导率最大值达到8.96S/cm,分解温度为352.7℃,表面呈现纤维状簇集状态,颗粒分布比较均匀。     

聚苯胺/改性凹凸棒的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用原位氧化法以不同浓度硫酸改性的凹凸棒(ATP)和掺杂的聚苯胺(PANI)为原料制备了聚苯胺/改性凹凸棒(PANI/mATP)复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和比表面测定仪(BET)分别对PANI/mATP进行分析表征,并研究了PANI/mATP对阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能,系统考察了pH值、吸附剂用量、温度、初始浓度和吸附时间的影响及吸附过程的热力学与动力学性能,探讨了PANI/mATP对MB的吸附机理。结果表明,吸附在180 min内达到吸附平衡,当温度为338 K,pH值为12时,4. 0mol/L硫酸改性的ATP与掺杂4. 0 mol/L硫酸的PANI制备的复合材料对MB的吸附性能最佳,其吸附率可达96. 2%,吸附量为240. 5 mg/g,且吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型;吸附热力学结果表明,PANI/mATP对MB的吸附是吸热过程,其吸附作用力主要为氢键、π-π共轭与静电作用。     

聚苯胺/钛酸纳米复合材料的合成及其电化学和可见光催化性能的研究与应用

聚苯胺(PANI)/钛酸(H_2Ti_4O_9)层状纳米复合材料以苯胺(ANI)/H_2Ti_4O_9为前驱体,通过原位聚合的方法合成。复合材料的合成过程、形貌和结构通过XRD、SEM、IR和TGA/DSC表征手段进行研究。苯胺以单层且苯环垂直于层板的方式排列在H_2Ti_4O_9层间,聚合后的聚苯胺分子以单层方式排列在层间。PANI/H_2Ti_4O_9复合材料具有优异的热稳定性、氧化还原活性以及可见光催化降解亚甲基蓝活性,在电化学传感器和污水处理方面具有潜在的应用前景。     

氮掺杂碳点诱导可稳定分散高导电纳米聚苯胺的合成

为改善聚苯胺(PANI)在溶剂中的分散性并提高其电导率,在PANI的合成过程中引入零维的氮掺杂碳点(N-CDs)作为硬模板以诱导生成小尺寸、单分散的N-CDs/PANI复合材料。结果表明：N-CDs的引入改善了PANI的分散性;N-CDs/PANI复合材料的电导率显著提高(N-CDs/PANI的电导率是PANI的2.8倍);包覆N-CDs/PANI环氧涂层的冷轧碳钢片的防腐性能明显优于包覆PANI环氧涂层的冷轧碳钢片的防腐性能。通过氮掺杂碳点的引入成功合成了可稳定分散高导电的N-CDs/PANI复合材料。     

基于氨基酸多氨基化合物氨气敏感膜的制备与应用

研究了赖氨酸1,4-丁二醇酯(Lys-4)对聚苯胺(PANI)氨气敏感膜的影响.通过静电纺丝技术得到含有Lys-4的混纺聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,之后在静电纺纤维膜表面聚合苯胺得到具有核壳结构的纳米纤维复合膜.研究表明,Lys-4的加入提高了PANI敏感膜对氨气的灵敏度及对氨气的选择性,对于浓度为100μL/L的氨气,敏感膜的响应值从1.55增加到2.38,氨气最低检测浓度也进一步降低,为更加准确地检测氨气提供了新方法.     

氨基化MCM-41介孔分子筛改性超滤膜去除水中Cr(Ⅵ)的研究

采用氨基化MCM-41介孔分子筛(NH2-MCM-41)接枝改性聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜,并用于去除水中重金属Cr(VI)研究.NH2-MCM-41成功接枝于超滤膜表面,并在表面形成均匀的亲水层,显著提高了膜的抗污染性能,过水通量衰减率从51.4%降低到24.8%.在p H 3.5,初始质量浓度20 mg/L时,改性超滤膜对Cr(VI)的吸附在5min达到快速平衡,吸附容量达到2.8 mg/g.超滤实验表明,NH2-MCM-41改性超滤膜对低质量浓度Cr(VI)进水可实现进一步净化,超滤运行时长11 h,出水Cr(VI)质量浓度始终维持低于0.5 mg/L,可有效提升膜的抗污染能力和对重金属的去除能力.     

草酸水溶液中电化学合成聚苯胺及其耐蚀性

在0.3 M草酸与0.1 M苯胺单体组成的水溶液中,用循环伏安法(CV)在316L不锈钢(SS)表面电化学合成了导电聚苯胺(PANI)膜。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对聚苯胺膜进行结构分析,发现所合成的PANI为具有苯-醌交替的中间氧化态的聚苯胺,草酸阴离子作为"对阴离子"在PANI中发生了掺杂。用扫描电子显微镜(SEM)观察聚苯胺的表面形貌,发现PANI膜呈现细颗粒堆积形态。用0.2 M H2SO4水溶液模拟质子交换膜燃料电池(PEMFC)双极板的腐蚀环境,用电化学技术在0.2 M H_2SO_4中研究了PANI/316LSS复合体系的耐腐蚀性能,电化学阻抗谱(EIS)结果表明,Nyquist图呈现双容抗弧特征,不同循环周期合成的聚苯胺薄膜其耐蚀性能略有不同,循环周期为20圈时耐蚀性能最佳。     

银/聚苯胺纳米复合材料的制备及其表征

以十二烷基硫酸钠(SDS)为乳化剂,正己醇为助乳化剂,紫外-可见光辐照辅助,在反胶束体系中一步双原位合成银/聚苯胺(Ag/PANI)纳米复合材料。通过红外吸收光谱、X线衍射、透射电镜和四探针仪对产物的结构、形貌和性能进行表征分析。此外,还考察不同苯胺与硝酸银的物质的量比(n(An)/n(AgNO3))及水乳比W0对Ag/PANI纳米复合材料的结构、形貌及导电性能的影响。研究结果表明:在SDS反胶束体系中,紫外光可在还原银离子的同时引发苯胺聚合,形成聚苯胺包覆银纳米复合粒子;n(An)/n(AgNO3)及水乳比的增大对复合粒子的粒径有增大的影响;Ag/PANI纳米复合材料电导率较PANI有很大提高,并且随着n(An)/n(AgNO3)的减小而先增大后减小,当n(An)/n(AgNO3)=1/2时,电导率达到最大值50.24 S/cm;随着水乳比的增加而先增大后减小,当W0=22时,电导率达到最大值95.89 S/cm。     

茶叶渣负载羟基氧化铁的制备、表征及吸附性能的研究

以氯化铁和茶叶渣为原料,采用水解中和法制备了茶叶渣负载羟基氧化铁复合材料,利用傅立叶红外光谱仪对其进行表征,并测定其比表面积、吸附性能、表面酸碱性及在水溶液中的分散性能。实验结果表明,Fe-O键的特征吸收峰从895cm-1偏移到841cm-1,这是因为FeOOH中的官能团和茶叶中的成份发生相互作用,说明FeOOH确实被茶叶渣所负载。复合材料的比表面积为482.895 m2/g,吸附水中的Cr(VI)可达95.97%,复合材料的等电点pH值为9.8,改变材料的添加量和离子浓度其等电点不变,并且随复合材料加入量的增多,溶液pH缓冲能力越强,二者之间成正比。     

CNTs改性及水体中Cr(VI)离子的吸附性能研究

为了脱除水体Cr(VI),600℃下于Fe2Ni/γ-Al2O3上苯催化化学气相分解(catalytic chemical vapor decomposition)制备碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs),粗CNTs经混酸(H2SO4/HNO3,3∶1,volume ratio,体积比),超声氧化纯化,纯化的同时赋予其表面功能基团,进一步地,表面包覆功能分子聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)。系统探讨了改性CNTs对高浓度水体Cr(VI)离子的吸附脱除,结果表明,CNTs的氧化纯化使其表面植入-COOH、-OH等功能基团,进一步地,富含羟基功能基团的PVA分子在CNTs表面包覆,赋予CNTs表面活性的同时,显著提高CNTs的亲水性能。观察到了随氧化纯化和PVA修饰的CNTs上高浓度Cr(VI)离子吸附的逐步和明显提升,吸附热力学和动力学研究表明,CNTs表面Cr(VI)的吸附符合Freundlich热力学和准二级动力学特征。随氧化纯化和PVA修饰,CNTs对水体Cr(VI)吸附性能的提高可能与CNTs亲水性能的提升以及表面功能化基团对Cr(VI)的化学吸附的促进相关联。     

自组装合成超疏水聚苯胺片状多级结构

采用无模板-化学氧化聚合法,在全氟辛酸(PFOA)的水溶液中以过硫酸铵(APS)为氧化剂聚合苯胺(Ani)自组装合成超疏水聚苯胺(PANI)片状多级结构.利用SEM,FT-IR,XRD和UV-vis对其形貌和结构进行了表征.当PFOA浓度为0.002 4 mol/L,聚合温度为25℃时,氧化剂APS的量与苯胺相同;Ani浓度为0.022mol/L时,合成的PANI为长几十微米宽大约为2~5μm的片状结构,该片状结构表面由长大约1μm直径约为100nm的PANI纤维组成;而Ani浓度为0.044mol/L时,合成的PANI长为20μm左右宽大约为2~3μm的片状结构,该片表面布满短而粗的不规整纤维,并且发现它们的水接触角分别为149°和151°,表明该材料具有超疏水性能.     

聚苯胺纳米纤维/Fe_3O_4纳米粒子磁性复合材料对水中痕迹量Pb~(2+)的吸附及快速分离性能

用静电自组装的方法制备聚苯胺纳米纤维/Fe3O4纳米粒子多功能复合材料,并研究该材料在水体系中对重金属离子的吸附及快速磁分离性能.结果表明:聚苯胺纳米纤维/Fe3O4纳米粒子多功能复合材料在水溶液中大部分稳定存在,不溶解也无明显团聚现象,对重金属离子有较好的吸附性能;HNO3溶液可将重金属离子从聚苯胺纳米纤维/Fe3O4纳米粒子多功能复合材料上解吸附以实现重复使用,且该解吸过程不破坏其物理结构.     

碳/碳复合材料中不同微区的基体结构

为优化碳基体结构,提高碳/碳(C/C)复合材料综合性能,针对沥青基C/C复合材料中纤维束内及纤维束间不同碳基体结构微区,利用显微Raman光谱、原位纳米力学测试、Micro-CT、扫描电镜(SEM)和压汞仪对碳基体结构进行研究。结果表明:碳基体呈片层结构沿纤维、纤维束表面取向堆积排列,在纤维、纤维束表面区域及纤维束之间碳基体中存在一定孔隙、裂纹等缺陷;纤维间基体的石墨化程度是沿着纤维表面向中心区域逐步增强,靠近纤维表面区域基体的弹性模量高于纤维间区域的弹性模量。C/C复合材料中碳基体形成过程存在渐次性和差异性,从而影响C/C复合材料综合力学性能。     

层状聚苯胺/氧化镍复合纳米片的制备及电容性能

采用电化学沉积法,以十二烷基硫酸钠、苯甲醇、硫酸、苯胺和氯化镍溶液形成的层状液晶为模板,制备层状聚苯胺/氧化镍(PANI/NiO)复合纳米片,并应用SEM,XRD和FTIR对该复合材料进行了表征.实验结果表明,当苯胺与0.2mol·L~(-1)氯化镍溶液的质量比为5:6时,可得到具有层状结构的PANI/NiO复合纳米材料;循环伏安、恒流充放电和交流阻抗测试结果表明,该层状结构纳米材料具有较好的电容性能.