界面聚合法制備Au-PANI納米復(fù)合材料及其催化性能.pdf

1、聚苯胺（PANI）作為三大導(dǎo)電聚合物之一，易于機(jī)械加工，物理和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，摻雜后具有和半導(dǎo)體相近的導(dǎo)電性；而納米尺寸的金顆粒不僅化學(xué)活性高，而且具有獨特的小尺寸效應(yīng)，因此在有機(jī)染料的降解和還原等反應(yīng)中表現(xiàn)出了很好的催化性能。近年來，金-聚苯胺（Au-PANI）納米復(fù)合材料引起了人們的廣泛關(guān)注，作為一種新興的功能材料，它具有二者的物理化學(xué)性質(zhì)，因此被廣泛應(yīng)用于催化、生物傳感器等各個領(lǐng)域。本論文對Au-PANI納米結(jié)構(gòu)的可控制備和催化性能

2、進(jìn)行了探究。
　　采用界面聚合法制備Au-PANI納米復(fù)合材料。分別以甲苯和去離子水為油相和水相，在重力作用下會形成一個油相在上、水相在下的兩相體系。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)的時間和反應(yīng)物的濃度，確定較優(yōu)的實驗參數(shù)，得到了不同結(jié)構(gòu)和形貌的Au-PANI納米復(fù)合材料。實驗過程中控制氯金酸濃度為10 mmol/L。研究表明，氯金酸的用量決定了Au-PANI納米復(fù)合材料最終的結(jié)構(gòu)：當(dāng)氯金酸加入量為1 ml時會生成棒棒糖狀結(jié)構(gòu)，加入量為5 ml時會生

3、成球狀結(jié)構(gòu)。對材料進(jìn)行了催化還原4-硝基苯酚的性能測試，發(fā)現(xiàn)棒棒糖狀的Au-PANI納米復(fù)合材料表現(xiàn)出了很好的催化活性，約12 min就可以使得該反應(yīng)進(jìn)行完全；穩(wěn)定性測試結(jié)果表明，該材料很高的催化穩(wěn)定性，第三次測試在12 min可以使得反應(yīng)基本進(jìn)行完全。此外，借助表面增強(qiáng)拉曼光譜（SERS）分析，發(fā)現(xiàn)以Au-PANI納米復(fù)合材料為反應(yīng)基底，在633 nm波長的激光照射下，對4-氨基苯硫酚（4ATP）的偶聯(lián)反應(yīng)具有很好的輔助催化性能。

4、r>　　用N-甲基吡咯烷酮（NMP）浸泡Au-PANI納米復(fù)合材料。探究了NMP浸泡時間的不同對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和形貌的影響。隨著NMP浸泡時間的增加，Au-PANI納米復(fù)合材料中的聚苯胺會逐漸溶解，材料表面的結(jié)構(gòu)也會被破壞，使得更多的金納米顆粒暴露在復(fù)合材料的表面。對浸泡后的Au-PANI納米催化劑進(jìn)行了4-硝基苯酚還原反應(yīng)的性能測試，發(fā)現(xiàn)材料的催化性能會有明顯的提高，反應(yīng)的時間被縮短到5 min以內(nèi)，這是因為NMP浸泡后會有更多的金納米