聚噻吩/SnO2复合材料的光化学制备及光催化性能

在紫外灯辐照下,以噻吩和光化学制备的SnO2为主要原料,通过光照诱导噻吩单体在SnO2表面原位聚合,制得了含有共轭聚合物结构的聚噻吩/SnO2(PTH/SnO2)复合材料,并通过X射线衍射、扫描电镜、EDS能谱、红外光谱等手段对复合材料进行了表征。以甲基橙为主要目标污染物,考察了PTH/SnO2复合材料在紫外光和太阳光下光催化降解污染物的性能。结果表明,与纯SnO2相比,PTH/SnO2复合材料有较好的光催化性能。     

聚乙二醇辅助光化学制备SnO2及其光催化性能

采用硫酸亚锡作为锡源,加入4种不同分子量的聚乙二醇(PEG),于低功率紫外光辐照下制备二氧化锡。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和比表面测试对其结构与形貌进行表征。考察聚乙二醇分子量变化对产物结构和光催化性能的影响。所制备SnO2的形貌尺寸、比表面积以及其光催化性能与使用PEG的分子量密切相关,分子量越大,所制备SnO2粉体尺寸越小,分布越均匀。以甲基橙为目标降解物进行光催化实验,结果表明,分子量为6000的聚乙二醇诱导制备的二氧化锡在模拟可见光和紫外光照下均显示了较高的催化活性。     

多元醇方法制备SnO2包覆碳纳米管复合材料

本文采用SnC2O4.2H2O为Sn源和乙二醇(ethylene glycol,EG)为反应介质的多元醇法,制备得到SnO2包覆多壁碳纳米管复合材料(SnO2/MWNTs),其中SnO2是通过EG中溶解的O2氧化Sn2+反应生成的.没有加入MWNTs的情况下,SnC2O4.2H2O的水解反应生成Sn6O4(OH)4,SnC2O4.2H2O与EG之间的聚合反应生成聚羟基乙酸锡,由于水解反应降低了EG中Sn2+的浓度,使得聚羟基乙酸锡产量较低.加入MWNTs后,仅有少量聚羟基乙酸锡生成,且没有Sn6O4(OH)4生成,主要产物为包覆在MWNTs表面的SnO2.这是由于SnO2在EG中的溶解度极低,随O2氧化Sn2+反应进行,EG中的Sn2+浓度不断降低,Sn6O4(OH)4的溶解结晶平衡不断向溶解的方向进行,并最终转化为SnO2.以上对多元醇法制备SnO2/MWNTs合成机理的理解,将有助于采用类似的方法设计合理条件制备得到其他种类金属氧化物包覆碳纳米管的复合材料.     

Cu2O-PVA/纳米纤维素复合材料的制备与吸附—光催化性能

为了改善氧化亚铜(Cu₂O)的光催化性能,将Cu₂O颗粒和聚乙烯醇(PVA)同时加入纳米纤维素(CNF)中,成功制备了具有三维(3D)多孔结构和丰富活性位点的功能化纤维素基气凝胶(Cu₂O-PVA/CNF)。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、全自动比表面积、压缩测试对气凝胶样品进行了表征。以降解亚甲基蓝(MB)为模型污染物,评价了Cu₂O-PVA/CNF复合催化剂的光催化性能,考察了6wt%Cu——2O-PVA/CNF在不同初始浓度、不同催化剂用量及不同溶液pH条件下对MB光降解效率的影响。结果表明,三维多孔的纤维素气凝胶的使用提高了对MB的吸附能力,延长了对可见光的吸收。特别是在纤维素基体中掺杂的Cu₂O在光照下激发出电子-空穴,增加了活性位点,从而提高了催化能力。6wt%Cu₂OPVA/CNF复合催化剂对MB的光降解率达到95.6%,远高于纯Cu₂O的79.6%。Cu₂O-PVA/CNF复...     

Fe3+-TiO2/ACF复合材料的制备及其性能研究

为了提高二氧化钛/活性碳纤维(TiO₂/ACF)复合材料处理有害气体的降解率,使用Fe³⁺对TiO₂进行改性,采用溶胶-凝胶法制备Fe³⁺-TiO₂/ACF,通过荧光光谱(PL)、X射线衍射(XRD)、BET比表面积、扫描电镜(SEM)对材料进行性能表征,并以氨气(NH₃)等气体为目标降解物,研究Fe³⁺-TiO₂/ACF对目标降解物的降解效果。结果表明：经Fe³⁺掺杂改性的TiO₂光催化活性显著提高,Fe³⁺∶Ti⁴⁺摩尔比为1∶200时,其光催化活性最高。随着Fe³⁺掺杂量的增加,TiO₂的平均晶粒大小逐渐降低。负载Fe³⁺-TiO₂后ACF的比表面积降低。使用Fe³⁺∶Ti⁴⁺(1∶200)...     

PANI/CeO_2/WC复合材料的制备及性能

采用原位聚合法分别制备聚苯胺/二氧化铈(PANI/CeO2)、聚苯胺/碳化钨(PANI/WC)、聚苯胺/二氧化铈/碳化钨(PANI/CeO2/WC)复合材料,通过X射线粉末衍射(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)和拉曼光谱(Raman)对三种复合材料进行物相和结构分析,并且通过交流阻抗和阳极极化测试材料在65g/L Zn2++150g/L H2SO4体系中的电化学行为。通过实验数据分析,得到了一些具有一定学术意义与应用价值的结果。     

电化学制备石墨烯/纳米TiO2复合材料及光催化性能

在恒定直流下,采用高纯石墨棒为原料,混合无机酸溶液为电解液,采用一步电化学剥离法制备石墨烯（G）,所制备的G可稳定分散在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶液中。以钛酸丁脂和G为前驱物,采用溶胶-凝胶法在N₂氛围和高温加热下制备出G/nano TiO₂复合光催化材料;利用XRD、FTIR、紫外-可见分光光度计（UV-Vis）、XPS、SEM和TEM等技术对G和G/nano TiO₂复合材料进行了结构性能及微观形态表征。以3,5-二硝基水杨酸（DNS）为探针物,研究了在缺氧的水体中G/nano TiO₂不同投加量的光催化效率与DNS降解机制。结果表明：采用恒压一步电化学剥离法所制备的G层与层之间剥离程度良好,片层通透性较高,六碳环上生成的含氧活性基团较少,G共轭π键结构保持良好;所制备的G/nano TiO₂复合材料中TiO₂结晶良好,颗粒紧密结合,且被固定在有褶皱的G上;降解实验发现,G/nano TiO₂复合材料具有降解DNS良好性能,且投加量对其光催化活性有直接的影响;在缺氧状态下,DNS主要发生光催化还原反应,使苯环上的硝基还原成氨基,生成5-氨基水杨酸和苯三酚等中间产物,部分发生光催化氧化反应,生成CO₂和H₂O。     

石墨烯担载SnO2纳米复合材料的电化学性能研究

以热膨胀还原石墨烯为载体,采用超声辅助浸渍法制得一系列石墨烯担载SnO2纳米复合材料。利用X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)分析其微观结构,同时使用循环伏安法研究其相应电化学行为。结果表明:随浸渍时间延长,SnO2逐步占据石墨烯表面原有活性位(如含氧官能团和晶格缺陷),使其担载密度显著提高。但SnO2纳米颗粒对复合体系的赝电容贡献较小,同时其对石墨烯活性位具有掩蔽作用,反而导致石墨烯电容性能逐步下降。可见,石墨烯表面活性位对热膨胀石墨烯的电容性能起重要作用。     

MWNTs-TiO2和AC-TiO2复合材料制备及其在染料吸附降解中的应用

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为原料,分别以多壁碳纳米管和活性炭为载体,并分别在载体表面上负载纳米TiO2颗粒,制备出碳纳米管-TiO2(MWNTs-TiO2)和活性炭-TiO2(AC-TiO2)两种复合材料。采用X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对样品进行表征,结果显示,经500℃热处理后,TiO2主要以锐钛矿形式存在,纳米TiO2颗粒均匀的负载于载体的表面。吸附降解的实验结果表明,MWNTs-TiO2和AC-TiO2两种复合材料对活性染料甲基橙吸附降解效果均好于纯纳米TiO2颗粒,而MWNTs-TiO2复合材料的吸附降解效果更好,更适合作为纳米TiO2光催化载体。     

Ag+高效吸附剂Fe3O4/PANI,PPY的制备及吸附性能研究

首先在Fe3O4纳米粒表面,以吡咯、苯胺单体为原料,以硝酸(HNO3)为酸性掺杂剂,过硫酸铵[(NH4)2S2O8,APS]为氧化剂,分别采用原位化学氧化聚合法合成了Fe3O4/PANI、PPY复合纳米材料吸附剂。其次研究了以上两种复合纳米材料Fe3O4/PANI、PPY对重金属离子Ag+的吸附性能以及吸附率与pH值的关系,发现以上两种吸附剂对Ag+具有高的吸附性,吸附率达到99.9%,且随着pH值的升高吸附率增大。最后采用SEM、FT-IR及EDX表征的方法,研究了吸附前后吸附剂的变化及吸附机理,表明吸附前后高分子结构没有发生变化,其中N原子是其吸附活性中心。以上两种磁性Fe3O4/PPY和Fe3O4/PANI二种复合纳米粒吸附剂,对于严重影响到水体生物存活的污水中银离子的除去和回收提供了一种简便、高效的分离回收方法。     

煤/聚苯胺复合材料的导电性能研究

研究了煤/聚苯胺在不同条件下的导电性能.结果表明:在0.2～1.0MPa的压力范围内,煤/聚苯胺的电导率随着压力的增大而增大;在30～120℃的温度范围内,煤/聚苯胺的电导率随着温度的升高而减小;煤/聚苯胺在环境中放置时的导电性能不稳定.     

V-N-TiO2/凹凸棒土和V-N-TiO2/玻璃珠复合材料的吸附及光催化性能

采用自主研制的V-N-TiO₂光催化剂、V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料,选用腐殖酸、亚甲基蓝、二甲基甲酰胺为目标降解物,对复合材料的吸附特点和光催化性能进行了研究。研究表明,除对二甲基甲酰胺,V-N-TiO₂光催化剂、V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料、凹凸棒土、玻璃珠负载材料对腐殖酸、亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温模型,V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料的负载形式对其吸附性能影响最大。V-N-TiO₂光催化剂、V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料对腐殖酸、亚甲基蓝的光催化反应均符合一级动力学方程。V-N-TiO₂/凹凸棒土、V-N-TiO₂/玻璃珠光催化复合材料的光催化性能与吸附平衡常数K_a、光催化表面反应的速率常数K_r有关。当光催化复合材料对不同目标降解物的吸附平衡常数差别较大时,吸附平衡常数越大,反应速率常数越大,光催化反应进行得越快;当光催化复合材料对不同目标降解物的吸附平衡常数差别不大时,光催化表面反应的速率常数越大,反应速率常数则越大,光催化反应进行得越快。      

TiO2/硅灰复合材料的制备及其光催化性能的研究

以钛酸四丁酯为主要原料,无水乙醇做溶剂,冰醋酸做抑制剂,盐酸做负催化剂,采用溶胶凝胶法制备了负载量不同的TiO2/硅灰复合纳米粒子。以甲基橙的降解为模型反应,评价了试样的光催化活性,并采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等测试手段对其进行了性能表征。结果表明,以硅灰为载体,负载型二氧化钛催化剂较未负载二氧化钛催化剂有更高的光催化活性。     

PANI/高岭土核壳结构复合材料制备与表征

采用原位聚合法制备PANI/高岭土核壳结构复合材料,研究了反应条件对复合材料电导率的影响,分析了复合产物微观形貌及热稳定性的变化。结果表明:高岭土层状不规则断裂面具有吸附作用,使苯胺在高岭土表面发生聚合,同时高岭土的二维层状结构起到隔热屏障作用,最终形成具有一定导电和耐热性能的复合材料。SEM和XRD分析显示PANI仅包覆在高岭土表面并未进入层间结构;FT-IR分析得出复合物具有PANI和高岭土的特征吸收峰;TG显示复合物具有良好耐热性,在268℃开始失重,最大失重率仅为9%;复合材料最高电导率达0.86S·cm-1。确定了各组分最佳配比:苯胺/APS=1/1.5(摩尔比),苯胺/高岭土=2/5(质量比),反应体系pH=1,反应温度25℃,产物综合性能最佳。     

锂二次电池正极--聚苯胺/炭黑导电复合材料的制备与表征

用导电炭黑（C）吸附聚合工艺,以三氯化铁（FeCl3）为氧化剂,在盐酸（HCl）环境中制备聚苯胺/炭黑（PAn/C）导电复合材料.研究了反应时间、氧化剂用量、炭黑用量对复合材料电导率和产率的影响,探讨了炭黑吸附聚合对复合材料颗粒形态和堆积密度的改进以及聚苯胺复合正极膜作锂二次电池正极的电化学性能的影响,运用红外光谱（FT-IR）、SEM、四探针及电化学测试仪对其进行了测试和表征.     

粉末靶磁控溅射制备F掺杂SnO2薄膜的结构及光学性能

采用粉末靶射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备氟掺杂二氧化锡(FTO)薄膜。结果表明:制备的样品为多晶薄膜,具有二氧化锡的四方金红石结构。沉积气氛的含氧量增加,会使薄膜的主要择优取向由(211)转变成(110)。除沉积气氛中无氧的超厚薄膜外,其他FTO可见光区平均透光率可达90%。     

PMoV2/PANI/TiO2复合材料的制备及光催化性能

以(NH4)2S2O8为氧化剂,运用化学氧化聚合法在TiO2颗粒表面包覆聚苯胺薄膜,通过静电自组装方法制备了复合光催化材料PMo V2/PANI/TiO2,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、X-射线粉末衍射(XRD)、热分析(TG-DTG)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对其组成、结构及形貌等进行了表征.结果表明,复合材料具有锐钛矿晶型结构,颗粒分布较均匀,结构也较规整,平均粒径约为68.53nm.聚苯胺敏化拓宽了TiO2的光谱响应范围,复合材料在紫外和可见光区都有较强的吸收,提高了光能的利用率和光生载流子的分离效率.在光催化降解染料甲基紫研究中,该复合材料表现出较好的光催化性能.其活性明显高于市售P25(TiO2),PANI/TiO2,PMoV2和PANI,降解率达97.1％.     

原位乳液聚合法制备PAn/PMMA导电复合材料

以(NH4)2S3O8为氧化剂、十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂、苯胺(An)为单体,原位乳液聚合制备了聚苯胺(PAn)/聚甲基丙烯酸甲酯(PAMM)导电复合材料.观察了复合物粒子形貌.研究了反应温度、反应时间、掺杂酸及单体用量等对聚苯胺产率、导电性能的影响.结果表明:复合物粒子为纳米级核/壳结构.适宜的掺杂条件为:APS/An(摩尔比)=1.0～1.2;DBSA/An(摩尔比)=1.5～1.8;An/PMMA(质量比)=1∶4;反应时间18小时;反应温度低于5℃.红外光谱研究表明:PMMA的加入会使体系的掺杂率有所降低.     

液晶聚合物/聚苯胺复合材料的导电性能研究

以4,4'-二羟基-a,a'-二甲基苄连(DDBA)羟基硅油合成了系列带有磺酸基团的液晶离聚物(LCI).合成的LCI与聚苯胺原位聚合制备出系列复合材料.采用红外光谱表征了LCI和复合材料的结构;用差示扫描量热法表征了复合材料的液晶性能;交流阻抗法测量了复合材料的电导率;结果表明:掺杂后的最大电导率能达到9.0×10-5/cm.     

α-SiW11Cu/PANI/ZnO复合催化剂的制备及光催化降解孔雀石绿研究

以铜取代杂多酸盐α-SiW_(11)Cu为活性组分,制备了α-SiW_(11)Cu/聚苯胺(PANI)/ZnO三元复合催化剂,采用傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见分光光度计、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜表征了其结构,并以模拟污染物孔雀石绿的光催化降解评价了α-SiW_(11)Cu/PANI/ZnO的光催化性能。结果表明:在30W紫外灯照射下,当孔雀石绿溶液pH=3,孔雀石绿初始质量浓度为10mg/L,复合催化剂投加量为20mg/L,照射时间为200min时,脱色率可达83.78%。光催化降解孔雀石绿过程符合一级动力学方程,一级方程表观反应速率常数为0.00917min~(-1)。