基于聚苯胺-氧化亞銅納米復(fù)合物的制備及性能研究.pdf

1、導(dǎo)電高分子聚苯胺，由于原料來源廣泛、制備方法簡(jiǎn)單、環(huán)境穩(wěn)定性好，具有很好的電學(xué)、光學(xué)性能，已成為發(fā)展最為迅速的導(dǎo)電高分子，也是目前人們爭(zhēng)相研究開發(fā)的熱門材料。尤其是納米結(jié)構(gòu)的聚苯胺/無機(jī)納米復(fù)合物結(jié)合了高分子聚苯胺和無機(jī)納米粒子兩者的優(yōu)勢(shì)，在光、電和磁等方面具有更優(yōu)異的性能，因此在光催化和吸波材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但是聚苯胺/無機(jī)物的制備大多都需要添加過硫酸銨等氧化劑引發(fā)聚合。
　　p型半導(dǎo)體材料Cu2O，具有特殊的光電性

2、質(zhì)，是當(dāng)前材料科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一，已廣泛應(yīng)用到太陽能電池、超離子導(dǎo)體和催化等方面。納米氧化亞銅甚至被用來處理環(huán)境中的有機(jī)污染物，微孔球狀Cu2O由于其較大的比表面積及孔體積，已被作為吸附劑來除去水中陰離子染料，雖制備過程簡(jiǎn)單成本低廉，但是無法回收循環(huán)使用，實(shí)際利用率不高。由于Cu2O的不穩(wěn)定，容易受到光腐蝕而影響其在工業(yè)中的應(yīng)用。聚苯胺化學(xué)和環(huán)境穩(wěn)定性好，與復(fù)合后將大大提升復(fù)合物的穩(wěn)定性，拓展了Cu2O的應(yīng)用，到目前為止，關(guān)于PANI/

3、Cu2O的復(fù)合材料未見報(bào)道。而將Cu2+作為苯胺聚合的引發(fā)劑，即可以防止外來引發(fā)劑的污染，又可以使得Cu2+被還原成低價(jià)氧化物，制備方法簡(jiǎn)單易行。
　　本論文以PANI/Cu2O為研究對(duì)象，采用原位聚合法，在不添加外來引發(fā)劑條件下，利用Cu2+或GO的氧化性，制備出三種基于PANI/Cu2O的三元多孔納米復(fù)合材料:通過原位聚合一步合成多功能Fe3O4/Cu2O/PANI納米復(fù)合物，不同原始比的Fe3O4/Cu2O/PANI可除去模

4、擬污水中的染料或水面上的油性污染;通過兩步法合成負(fù)載立方體Cu2O的RGO/PANI復(fù)合凝膠，對(duì)染料具有優(yōu)異的光解效果;通過溶劑熱法一步合成RGO/PANI/Cu2O多孔納米復(fù)合物，具有良好的吸波性能。論文主要內(nèi)容如下:
　　1、在Fe3O4納米顆粒存在下，以Cu2+作為苯胺的氧化劑，通過原位聚合法一步合成多功能Fe3O4/Cu2O/PANI納米復(fù)合物。苯胺和Cu2+的摩爾比可控制調(diào)節(jié)復(fù)合物的形貌和性能，苯胺含量較低的產(chǎn)物呈多孔蒲

5、公英狀，可快速選擇性地吸附模擬污水中的陰離子染料剛果紅、甲基橙等;而含苯胺較多的產(chǎn)物呈花狀結(jié)構(gòu)，具備超疏水親油性能，可用來除去水面油污。另外，由于Fe3O4的存在，F(xiàn)e3O4/Cu2O/PANI納米復(fù)合物可通過磁性回收來實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。因此，所制備的復(fù)合物在水污染治理和環(huán)境凈化方面有潛在的應(yīng)用前景。
　　2、將葡萄糖還原法制備出的立方體Cu2O納米顆粒分散于氧化石墨烯水溶液中，再通過水熱法，利用苯胺作為氧化石墨烯的還原劑，首次制備出

6、一種三維多孔的RGO/PANI/Cu2O復(fù)合凝膠。通過研究發(fā)現(xiàn)這種三維多孔凝膠對(duì)剛果紅有著非常出色的光催化降解功能，光照20min內(nèi)對(duì)剛果紅染料的降解率達(dá)到98％。光照前復(fù)合凝膠對(duì)染料的強(qiáng)力吸附以及量子效率的提高導(dǎo)致了這種優(yōu)異的降解活性。
　　3、以苯胺作為還原劑，在160℃下同時(shí)還原氧化石墨烯和Cu2+，一步溶劑熱法得到了多孔結(jié)構(gòu)的RGO/PANI/Cu2O納米復(fù)合物。通過調(diào)節(jié)體系中苯胺和Cu2+的摩爾比控制產(chǎn)物的形貌。當(dāng)苯胺/