聚吡咯@剑麻纸浆复合材料对甲基橙的吸附性能

基于剑麻纸浆与吡咯通过原位聚合方法制备聚吡咯@剑麻纸浆(PPy@ SP)复合材料,研究了剑麻纸浆对聚吡咯的分散效果和PPy@ SP复合材料在溶液中对偶氮类有机阴离子染料甲基橙(MO)的吸附效果。采用偏光显微镜和扫描电镜观察发现,剑麻纸浆可以有效地解决聚吡咯团聚问题。PPy@ SP复合材料对MO染料的吸附依赖于溶液的pH值,pH等于5时吸附效果较好。通过对实验数据进行分析拟合,PPy@ SP对MO染料的吸附过程较好地符合伪二级动力学模型和Langmuir等温模型,298 K的最大吸附容量达到了245.98 mg/g。     

混酸掺杂聚吡咯/凹凸棒石复合材料对甲基橙的吸附性能

采用原位聚合法合成了盐酸(HCl)与对甲苯磺酸(TSA)共掺杂的聚吡咯/凹凸棒石(PPy/ATP)复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对复合材料的结构进行表征,发现聚吡咯微球包覆在凹凸棒石的外面,形成了粗糙的表面,其红外谱图与聚吡咯的基本一致,只是强度略有变化。考察了吸附时间、吸附剂用量、pH值和溶液初始浓度对复合材料吸附甲基橙的影响,结果表明,在45℃,溶液初始浓度为35mg/L,pH值=7,反应时间为4h,0.02g的复合材料对甲基橙的吸附效果最好;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式,最大吸附量为143.07mg/g。     

聚吡咯/凹凸棒石纳米复合材料对阳离子红吸附性能

以纳米凹凸棒石为核体,在其表面原位聚合包覆聚吡咯层,制备聚吡咯/凹凸棒石纳米复合材料,并将其用于对阳离子红X-GRL的吸附。结果表明,聚吡咯/凹凸棒石纳米复合材料对X-GRL的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附热力学符合Langmuir等温吸附方程;最大吸附量为113.629mg.g-1,吸附焓变为18.66kJ.mol-1,吸附自由能变在-27.18～-35.14kJ.mol-1之间,吸附熵变约为151J.mol-1.K-1。吸附过程为吸热过程,聚吡咯/凹凸棒石纳米复合材料对X-GRL的吸附是物理和化学吸附并存的过程。     

MgAl-LDH吸附甲基橙性能研究

在水热反应温度为180℃,反应溶液pH值=9～10,反应时间为4h,反应总物质浓度为0.1mol/L的实验条件下,探索Mg/Al的摩尔比对MgAl-LDH吸附甲基橙性能的影响,并考察了材料再生后的吸附性能。研究结果表明,Mg/Al摩尔比为2.5∶1时的MgAl-LDH吸附甲基橙性能最优;在最佳吸附条件下,MgAl-LDH对甲基橙吸附量高达83.33mg/g;并对吸附材料循环利用焙烧温度进行探讨,可再生循环焙烧温度在400℃达到最佳,循环使用3次吸附性能保持良好。此外,对Mg/Al-LDH及其各个温度焙烧产物进行TG-DTA和SEM表征,显示其片状构型及对甲基橙进行的离子交换吸附和表面静电吸附作用。     

聚吡咯纳米复合材料的研究进展

聚吡咯纳米复合物作为一种新型材料,有着十分广阔的应用前景。本文介绍了聚吡咯纳米复合材料的最新进展,从聚吡咯纳米复合材料的分类、制备方法及应用领域等几个方面进行了综述,并对聚吡咯复合材料的发展前景进行了展望。     

聚吡咯纳米复合材料的研究进展

聚吡咯具有较大的比电容、较高的电导率、较好的化学稳定性等诸多优点,被认为是最有可能实现工业化生产的导电聚合物。然而,常规块状聚吡咯通常在电学、光学和生物学特性方面存在不足,而纳米结构聚吡咯由于明确的纳米结构和更大的表面积,具有特殊的电化学活性、改善的光学性能和良好的生物相容性。此外,面对日新月异的科技发展,单一的聚吡咯纳米材料已经不足以应对各方面的应用需求,而聚吡咯纳米复合材料保留了单个组分的功能以及与其他功能材料集成时的协同效应,可以同时具备几种材料各自的优点,从而大大拓宽聚吡咯的应用范围。本文综述了聚吡咯纳米复合材料的研究进展,介绍了五种类型的聚吡咯纳米复合材料,基于其优异的导电性和可逆的氧化还原等性能,结合近几年的文献,介绍了聚吡咯纳米复合材料在储能、生物医学、吸附和杂质去除、电催化、吸波材料、传感器和腐蚀防护领域的应用,最后展望了这一研究领域目前所面临的挑战和机遇。     

聚吡咯/凹凸棒纳米复合材料对Cr6+的吸附性能

以FeCl3为氧化剂和掺杂剂用原位聚合法制备了聚吡咯/凹凸棒纳米复合材料,用以吸附溶液中高毒性的Cr6+。研究表明,该吸附剂在10min内即可达到吸附平衡,吸附效果优异,同时考察了吸附剂用量、Cr6+的初始浓度和pH值对吸附效果的影响。吸附过程等温线数据符合Langmuir等温吸附方程式,饱和吸附量为48.45mg/g,计算得到的热力学数据ΔH、ΔG、ΔS均为负值,说明该吸附过程是一个放热的自发过程。吸附动力学符合准二级动力学方程,说明吸附过程属于化学吸附反应过程。用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜对复合材料的结构进行表征,发现聚吡咯微球包覆在棒状的凹凸棒表面形成纳米复合材料,其红外谱图与聚吡咯基本一致。     

黄原酸化膨润土对甲基橙的吸附性能研究

研究了黄原酸化膨润土(XB)对甲基橙的吸附性能,考察了甲基橙初始浓度、吸附时间、温度、pH值、吸附剂用量对其吸附性能的影响。结果表明:在15～25℃,[甲基橙]起始=300mg/L,pH=5～6,XB用量0.5g,吸附时间80min时,XB对甲基橙的去除率最高达98.5%,处理后染料废水可达标排放。吸附动力学研究表明,吸附过程符合准二级动力学吸附模型,以化学吸附为主。     

多孔SiO2@金纳米复合材料的制备及其吸附性能研究

采用湿化学法制备了新型多孔SiO_2@金纳米复合材料并对其结构进行了表征,研究了该复合材料对3,3′,4,4′-四氯联苯(PCB77)的吸附性能,并对吸附过程中的动力学数据进行拟合。结果表明,用Freundlich和Langmuir吸附等温模型拟合的相关系数分别为0.9652、0.9764;用Lagergren准一级吸附动力学方程拟合的相关系数为0.951;合成的多孔SiO_2@金纳米复合材料具有较强的吸附性能,能有效吸附水中的PCB77。     

石墨烯的种类对剑麻纳米纤维素/石墨烯/聚苯胺复合材料电化学性能的影响

基于绿色可再生的剑麻纳米纤维素,采用超声分散方法制备剑麻纳米纤维素/石墨烯(CNF/G)分散液,通过机械共混法制备剑麻纳米纤维素/石墨烯/聚苯胺(CNF/G/PANI)复合材料,采用红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱和扫描电镜对复合材料的结构和形态进行表征,采用循环伏安、恒流充放电、交流阻抗等方法研究材料的电化学性能,侧重研究石墨烯的种类对CNF/G/PANI复合材料电化学性能及结构的影响。结果表明,加入石墨烯纳米片(GNS),聚苯胺(PANI)和剑麻纳米纤维素(CNF)穿插于GNS中,产生较多的孔洞,复合材料的比电容最高值达到322.25 F/g,内阻仅为0.77Ω,在5 A/g的电流密度下,循环充放电1000次,复合材料的电容保持率达到76.92%。     

细菌纤维素@聚吡咯-单壁碳纳米管导电膜的制备与表征

为了获得柔性高电导率导电材料,以细菌纤维素（BC）、吡咯（Py）和单壁碳纳米管（SWCNTs）为原料,在不添加任何黏合剂的情况下,通过简单的原位氧化聚合和真空过滤法制备了BC@聚Py-SWCNTs（BC@PPy-SWCNTs）新型导电膜。通过SEM、FTIR对BC@PPy-SWCNTs复合膜的表面形貌、化学成分进行表征。研究了BC@PPy-SWCNTs膜的电化学性能。结果表明,在SWCNTs添加量为4.7%（质量比）时,BC@PPy-SWCNTs复合膜的电导率可达到6.42 S·cm-1,相比BC@PPy有了很大提高,在充电电流为5 mA·cm-2时,其面积电容可达到0.53 F·cm-2,其能量密度达0.036 mWh·cm-2,功率密度达到1.75 mW·cm-2。BC@PPy-SWCNTs膜拓宽了电极材料的种类,有望应用于超级电容器、电池及传感器等领域。      

添加剂对聚吡咯/氧化石墨纳米复合材料结构和性能的影响

采用单体原位聚合法制备了三种聚吡咯/氧化石墨纳米复合材料。通过XRD、FT-IR和TEM对产物进行结构表征,探讨了未加添加剂及分别以N aOH和十二烷基苯磺酸钠为添加剂制得的聚吡咯/氧化石墨纳米复合材料的结构与性能的差别。结果表明,未加添加剂和以N aOH为添加剂时产物为非晶态的剥离型聚吡咯/氧化石墨纳米复合材料;而以十二烷基苯磺酸钠为添加剂时可得到具有层状有序结构的插层型聚吡咯/氧化石墨纳米复合材料。插层型聚吡咯/氧化石墨纳米复合材料的导电和电化学性能优于剥离型聚吡咯/氧化石墨纳米复合材料,它们的提高归因于聚吡咯分子链共轭程度的增加。     

Ni-MOFs@GO复合材料对亚甲基蓝吸附性能研究

采用水热合成法制备镍基金属有机骨架材料(Ni-MOFs),然后以其为载体,采用溶液共混法制备Ni-MOFs@GO复合材料。采用傅里叶红外光谱仪和扫描电镜对其结构和形貌进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物,考察了Ni-MOFs与GO配比[m(Ni-MOFs)∶m(GO)]、MB初始浓度和Ni-MOFs@GO用量对MB吸附的影响,并对其吸附动力学和吸附等温线类型进行了探讨。结果表明,当m(Ni-MOFs)∶m(GO)为5∶1,MB初始浓度为25mg/L,Ni-MOFs@GO用量为0.6g/L时,对MB的吸附容量为243.898mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型(R²>0.999);在25℃条件下,Ni-MOFs@GO对MB平衡吸附量为235.373mg/g。吸附等温线拟合表明,Freundlich(R_F²>0.779)模型能较好地描述MB的吸附行为。     

吡咯浓度对聚吡咯涂层棉复合材料吸波性能的影响

随着手机、电脑、电视等广泛应用于生活和工作中,电磁辐射日益严重,而电磁辐射危害人体健康且影响精密电子设备的运行.为了解决上述问题,以棉机织物为基布,以吡咯为单体,采用原位聚合法制备具有良好吸波性能的柔性聚吡咯涂层棉复合材料,探讨了吡咯浓度对复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切、表面电阻的影响,并对其外观形貌进行了研究.研究表明:吡咯浓度对聚吡咯涂层棉复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切、表面电阻影响较大;吡咯浓度为0.6 mol/L时,聚吡咯涂层棉复合材料的介电常数实部和虚部均最大,吡咯浓度为0.4 mol/L时,聚吡咯涂层棉复合材料损耗角正切值最大.     

锌@聚吡咯/织物电极的制备与性能

为满足可穿戴智能纺织品微电子功能元件的供能需求,柔性储能器件成为研究的重点。电极是储能器件重要组成部分,决定了器件能量存储的大小。本文以导电镀银锦纶织物为基体,采用磁控溅射技术将金属锌(Zn)负载在织物表面,再通过化学聚合和电化学聚合两种方式构筑导电高分子聚吡咯(PPy)。分别对Zn@PPy/织物电极的表观形貌、电学性能和电化学性能进行评价,并探究化学聚合和电化学聚合PPy及磁控溅射时间对织物电极性能的影响。结果表明：采用磁控溅射镀技术可在织物表面实现Zn膜的均匀生长,表面方阻为1.51Ω;制备的Zn@PPy/织物电极比电容高达1 185 mF/cm²,是PPy/织物电极的4.21倍。该织物电极制备方法简单,在可穿戴纺织品微电子供能领域具有潜在的应用前景。     

纳米纤维素-聚吡咯/天然橡胶柔性导电弹性体的制备与性能

以纤维素纳米纤丝（Cellulose nanofibrils,CNFs）为生物模板,将聚吡咯（Polypyrrole,PPy）原位聚合在CNFs表面,再将CNF-PPy复合物均匀分散到天然橡胶（Natural rubber,NR）弹性基体中,制备了具有高柔韧性的纳米纤维素-聚吡咯/天然橡胶（CNF-PPy/NR）导电弹性体。结果表明：CNFs可协助PPy在NR基体中形成三维导电网络结构,并提高弹性体的力学性能和导电性能,有效降低其逾渗阈值。当添加质量比为5%（以橡胶质量为基准,下同）的CNF和20%的PPy时,CNF-PPy/NR的拉伸强度可达（8.97±0.92）MPa,分别约为PPy/NR及纯NR的1.56倍和9.54倍,电导率可达（0.134±0.063）S/m;在0.3 A/g的电流密度下,比电容可达96 F/g,并在1.0 A/g电流密度下循环充放电1 200次后,比电容仍可保持其初始值的72%。此导电弹性体具有良好的力学强度和电学性能,有望应用于柔性有机电子器件领域。     

聚乙烯吡咯烷酮掺杂聚吡咯对灿烂绿吸附性能的研究

采用原位聚合法制备了聚乙烯吡咯烷酮掺杂的聚吡咯,对聚吡咯的结构进行了表征。研究了聚吡咯作为吸附剂对灿烂绿的吸附性能,探讨了吸附剂用量、温度、时间及灿烂绿起始浓度对吸附效果的影响。在灿烂绿溶液50mL初始浓度为90mg/L,聚吡咯用量为0.10g,吸附时间为90min,温度为25℃条件下,聚吡咯对灿烂绿的吸附量为42.03mg/g。吸附动力学分析表明吸附过程为化学吸附,等温吸附规律符合Freundlich模型。聚吡咯对灿烂绿的吸附是自发过程。     

聚吡咯对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能研究

目前有关纯聚吡咯(PPy)用于吸附处理含Cr(Ⅵ)废水的研究不多。为了考察聚吡咯对铬离子污水的吸附性能,在超声条件下原位氧化聚合制备了PPy微/纳米球。用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见光谱仪分别表征了样品的结构、形貌和吸附性能。以聚吡咯为吸附剂研究了吸附时间、pH值、初始浓度及温度对Cr(Ⅵ)离子吸附性能的影响。结果表明:对于含Cr(Ⅵ)500 mg/L的溶液,吸附5 min的去除率已超过94.6%;pH值对PPy吸附性能影响不大;随着温度的升高,吸附率逐渐升高。其等温吸附行为较好地符合Freudlich吸附模型。PPy动力学吸附拟合满足准二级动力学模型,通过计算得到聚吡咯对Cr(Ⅵ)的理论最大单位吸附量为47.6 mg/g(试验值为49.7 mg/g)。     

竹炭对甲基橙溶液吸附行为的研究

探索了竹炭对甲基橙溶液的吸附行为,测定了竹炭的粒径与投料量以及溶液的pH值与浓度、吸附时间、温度等因素对甲基橙吸附性能的影响.结果表明,竹炭对甲基橙的吸附能力随其粒径的增大而降低,甲基橙溶液pH值在2～4酸度范围时,竹炭对甲基橙有较好的吸附能力,达到最佳吸附效果时溶液的pH值为2.吸附质浓度增加,竹炭对其吸附率减小,随着投料量的增加,吸附率不断提高.竹炭对甲基橙的等温吸附服从Freundlich方程式.竹炭对甲基橙的吸附可在100min内达到平衡,最佳吸附温度为60℃.通过对这些参数的探索和测定,竹炭对甲基橙的吸附率可达到90%以上,能有效除去溶液中的甲基橙.