聚苯胺-無機納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、近年來，隨著人口的增長，環(huán)境污染日趨嚴重，嚴重地威脅著人類的健康，因而環(huán)境污染問題越來越成為世界各個國家的共同課題。采用高科技手段開發(fā)和利用新型的功能材料是解決環(huán)境問題的必要手段之一。聚苯胺因其原料易得、合成方法簡單、空氣中穩(wěn)定性好、電導率優(yōu)良，再加上其獨特的化學、電化學性能，成為學術(shù)和實際應(yīng)用中的研究熱點，并被應(yīng)用在光存儲器、電磁屏蔽、導電橡膠、導電粘結(jié)劑、磁性記錄材料、金屬防護等領(lǐng)域。深入研究聚苯胺的性能，開發(fā)其新的應(yīng)用領(lǐng)域是非常有

2、必要的。把聚苯胺和無機納米粒子復(fù)合可以得到一類性能更加全面、優(yōu)越的功能材料，在環(huán)境污染治理、生物傳感、催化劑等領(lǐng)域?qū)⒂兄鴿撛诘膽?yīng)用價值。
　　 本文采用最簡單的液相氧化還原法制備了功能性的PANI/無機納米復(fù)合物，包括蒲公英狀的Au/PANI納米球、核殼式的Ag@PANI納米粒子、片狀的CuI/PANI納米復(fù)合物、Fe3O4PANI/Au復(fù)合納米球，具體研究內(nèi)容如下：
　　 1．在沒有任何模板和添加劑存在的條件下，水溶液

3、中用氯金酸氧化苯胺單體，制備出Au/PANI復(fù)合納米球，納米球由短的納米棒組裝而成，整個球大小約為180納米，形貌類似于蒲公英。研究發(fā)現(xiàn)，氯金酸與苯胺的摩爾比不同時，復(fù)合物的形貌會發(fā)生變化。復(fù)合物中的PANI對Hg2+有明顯的拉曼強度響應(yīng)，所以復(fù)合物被用作表面增強拉曼散射(SERS)傳感器去檢測Hg2+，顯示出高的選擇性和靈敏性，檢測極限可以達到1011M。
　　 2．用可見光輻射誘導的方法制備了Ag@PANI核殼復(fù)合納米球，2

4、0nm的Ag核外包裹大約2nm厚的PANI層。核殼納米球作為SERS傳感器去檢測水溶液中的金屬離子，如Zn2+，Pb2+，Cu2+ Hg2+，Cd2+等。結(jié)果表明，Ag@PANI SERS傳感器只對Hg2+有明顯地響應(yīng)，因而對Hg2+有高度的選擇性和靈敏性，Hg2+的檢測極限可以達到10-12M。另外，我們還檢測了此SERS傳感器的重復(fù)性和穩(wěn)定性。
　　 3．在KI存在下用CuSO4氧化苯胺合成了具有片狀結(jié)構(gòu)的CuI/PANI納

5、米復(fù)合物。通過調(diào)節(jié)CuSO4與苯胺的摩爾比可以對復(fù)合物的形貌進行很好地控制。沒有經(jīng)過任何低表面能物質(zhì)進行修飾，復(fù)合物就可以顯示出超疏水性能，最大接觸角可以達到160°以上。如此高的接觸角與復(fù)合物片的表面較高的粗糙度有關(guān)。另外，首次研究了合成的納米復(fù)合物的光催化活性，結(jié)果顯示復(fù)合物有較高的光催化活性，在可見光的條件下可以降解有機染料如羅丹明B。另外，我們還進一步探討了光催化反應(yīng)機理。
　　 4．通過溶劑熱法合成直徑大約50nm的F