電活性導(dǎo)電聚合物-α-SnP雜化膜的制備及其對(duì)鎳，鉛離子的電控離子交換性能.pdf

1、發(fā)展新型的導(dǎo)電功能材料是當(dāng)今電化學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，有機(jī)無(wú)機(jī)雜化膜由于兼具有機(jī)和無(wú)機(jī)材料的優(yōu)點(diǎn)，因此在納米尺度上合成具有三維多孔結(jié)構(gòu)的有機(jī)無(wú)機(jī)雜化膜是一種有效的獲得導(dǎo)電功能材料的方法。特別是近年來(lái)電控離子交換技術(shù)(Electrochemically Switched Ion Exchange，ESIX)以其在廢水處理中具有快速高效，環(huán)境友好的特點(diǎn)引起廣泛地關(guān)注，因此我們開發(fā)出對(duì)重金屬離子吸脫附行之有效的聚苯胺/磷酸錫(PANI/α-SnP

2、)及聚酸性黃9/磷酸錫(PAY/α-SnP)雜化膜，并且對(duì)其制備及作用機(jī)理做了探討。
　　采用水熱法制備了層狀的α-SnP材料并且在水相中對(duì)其進(jìn)行剝層，通過循環(huán)伏安電沉積法在碳紙基體上合成了PANI/α-SnP雜化膜，通過循環(huán)伏安測(cè)試考察了雜化膜的電活性及電化學(xué)穩(wěn)定性，并且結(jié)合電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM)技術(shù)分析了雜化膜對(duì)重金屬Ni2+離子的電控離子交換性能，同時(shí)在0.1 mol/L[Ni(NO3)2+Mg(NO3)2]混合溶

3、液中分析了雜化膜對(duì)Ni2+/Mg2+離子的選擇性，憑借X射線衍射儀(XRD)分析了單一α-SnP膜及PANI/α-SnP雜化膜的晶型變化，并采用傅立葉變換紅外光譜儀(FT-IR)和掃描電鏡(SEM)考察了雜化膜的組成及微觀形貌。實(shí)驗(yàn)表明，在循環(huán)伏安高電位下，帶正電荷的PANI和帶負(fù)電荷的α-SnP通過靜電吸引作用合成了具有電活性的PANI/α-SnP雜化膜;制膜掃速及制膜苯胺單體濃度對(duì)雜化膜電活性有明顯影響。由于PANI與α-SnP的協(xié)

4、同作用，在含Ni2+離子的微酸水溶液中，PANI/α-SnP雜化膜的電活性較單一α-SnP及PANI膜顯著提高，此外雜化膜較單一膜具有更高的導(dǎo)向性。通過改變雜化膜的氧化還原狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Ni2+離子的置入及釋放，并且通過施加不同的電壓可以調(diào)節(jié)對(duì)Ni2+離子吸脫附的速度及平衡吸附量。此外，雜化膜對(duì)Ni2+離子的選擇性高于Mg2+離子，通過電控離子交換方法可以使Ni2+離子從廢水中得到有效分離。
　　采用電化學(xué)一步共聚法在碳?xì)只w上制

5、備了具有電活性的PAY/α-SnP雜化膜，通過循環(huán)伏安法考察了雜化膜的電活性及電化學(xué)穩(wěn)定性，并且結(jié)合原子吸收分光光度計(jì)(AAS)分析了雜化膜對(duì)重金屬Pb2+離子的電控離子交換性能，同時(shí)在含Hg2+，Cd2+，Ni2+，Pb2+等離子的混合溶液中分析了雜化膜對(duì)Pb2+離子的選擇性，借助XRD分析了單一膜和雜化膜的晶型變化以及雜化膜吸附金屬陽(yáng)離子后的晶型變化，討論了PAY聚合機(jī)理及雜化膜沉積過程，并采用FT-IR和SEM考察了雜化膜的組成及

6、微觀形貌。實(shí)驗(yàn)表明，在循環(huán)伏安高電位下，帶正電荷的PAY和帶負(fù)電荷的α-SnP通過靜電吸引作用合成了具有電活性的PAY/α-SnP雜化膜。由于PAY與α-SnP的協(xié)同作用，在中性含Pb2+離子的水溶液中，PAY/α-SnP雜化膜電活性較單一α-SnP及PAY膜有顯著提高，此外雜化膜較單一膜具有更高的吸附容量。通過改變雜化膜的氧化還原狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)Pb2+的置入及釋放，并且通過施加不同的電壓可以調(diào)節(jié)對(duì)Pb2+吸脫附的速度及最大吸脫附量。雜