聚苯胺-氧化鋅納米復(fù)合光催化劑的制備及性能研究.pdf

1、納米半導(dǎo)體由于其特殊性能，應(yīng)用非常廣泛。納米氧化鋅作為一種典型的納米半導(dǎo)體，在紫外光區(qū)的強(qiáng)吸收，以及相對較高的光電轉(zhuǎn)化效率，使得氧化鋅得以光催化方面廣泛應(yīng)用，同時(shí)，氧化鋅只對紫外光區(qū)具有較好的光響應(yīng)，化學(xué)穩(wěn)定性較差，較低的光電轉(zhuǎn)化效率也限制了氧化鋅的進(jìn)一步的應(yīng)用。
　　本論文的主要內(nèi)容有研究不同條件下的氧化鋅形貌的可控制備，然后制備不同形貌的氧化鋅，通過不同的聚合方法制備出聚苯胺/氧化鋅復(fù)合材料，研究不同條件對復(fù)合材料性能的影響;

2、硅烷偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和苯胺甲基三乙氧基硅烷(KH42)通過水熱法改性氧化鋅，研究不同硅烷偶聯(lián)劑的不同的影響;復(fù)合材料的應(yīng)用性能主要通過光催化降解亞甲基藍(lán)溶液從而對比不同復(fù)合材料作為催化劑的差異。
　　第一部分主要研究氧化鋅及聚苯胺/氧化鋅復(fù)合材料的制備及表征。在不同溶劑中，通過直接沉淀法制備出不同形貌的氧化鋅;研究不同醇水比例對納米氧化鋅晶體生長的影響;在室溫和80-90℃反應(yīng)溫度條件下，制備顆粒狀和棒狀

3、氧化鋅。結(jié)果表明，隨著溶劑分子碳鏈長度的增長，納米氧化鋅的尺寸受到抑制，而水可以促進(jìn)氧化鋅晶體沿c軸生長的特性，不同溫度對氧化鋅晶體生長存在影響。
　　第二部分主要是制備聚苯胺/氧化鋅納米復(fù)合材料，研究不同的聚合方法，不同的聚合時(shí)間，不同的質(zhì)子酸摻雜，不同復(fù)合的比例對聚苯胺/氧化鋅納米復(fù)合材料的性能的影響。結(jié)果表明，苯胺的復(fù)合比例影響復(fù)合材料的性能，苯胺比例為11.31％時(shí)的光催化效果最好;聚合時(shí)間的影響可以忽略;乳液聚合光催化效

4、果優(yōu)于溶液聚合;樟腦磺酸摻雜的復(fù)合材料的熒光發(fā)射強(qiáng)度最弱，光催化效果強(qiáng)于鹽酸和醋酸改性的復(fù)合材料。
　　第三部分主要研究復(fù)合材料在硅烷偶聯(lián)劑改性前后以及不同硅烷偶聯(lián)劑改性之后的差異性。通過對比KH550改性前后復(fù)合材料的差異，發(fā)現(xiàn)KH550改性的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中，聚苯胺能夠包覆在氧化鋅的表面，不同于未改性的復(fù)合材料中的聚苯胺是以片狀結(jié)構(gòu)存在于復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)中，而且KH550改性之后的復(fù)合材料在熒光發(fā)射以及紫外可見吸收性能上與未改性前

5、的復(fù)合材料存在明顯的差異性，KH550改性之后的復(fù)合材料的光催化效果優(yōu)于未改性的復(fù)合材料甚至是純的氧化鋅的光催化效果;通過對比KH550和KH42對復(fù)合材料的性能的影響，我們發(fā)現(xiàn)在KH42改性對復(fù)合材料熒光發(fā)射的抑制作用強(qiáng)于KH550改性，且在無論是在紫外光區(qū)還是可見光區(qū)，吸收均強(qiáng)于KH550改性的復(fù)合材料，同時(shí)，KH42改性之后的顆粒尺寸要小于KH550改性之后的復(fù)合材料，KH42改性之后的光催化效果要略強(qiáng)于KH550改性之后的光催化