單取代雜多酸鹽聚苯胺摻雜材料的合成及性質(zhì)研究.pdf

1、導(dǎo)電聚苯胺作為一種新型功能材料，由于具有簡單的合成方法，獨(dú)特的摻雜機(jī)制和良好的環(huán)境穩(wěn)定性，越來越受到人們的關(guān)注。由于不同的合成方法給聚苯胺材料帶來一些獨(dú)特的性質(zhì)，因此改進(jìn)合成方法特別重要。本文合成了Keggin結(jié)構(gòu)過渡元素單取代雜多酸鹽異構(gòu)體為摻雜劑的聚苯胺摻雜材料，研究了材料的熱穩(wěn)定性、導(dǎo)電性、熒光性和材料的光催化活性及產(chǎn)物形貌和表面物理化學(xué)性質(zhì)。
　　以Keggin結(jié)構(gòu)取代型雜多酸鹽異構(gòu)體α，βi-KxHy[SiW11M(H2

2、O)O39]·nH2O(M=Ni2+，Co2+，Ga3+，F(xiàn)e3+，Cr3+；βi=β1，β2，β3)為摻雜劑液相合成法制備了α，βi-SiW11M/PANI電子聚合物材料。雜多酸鹽摻雜聚苯胺材料由帶正電荷的聚苯胺高分子鏈和帶負(fù)電荷的雜多陰離子構(gòu)筑而成，所合成的新材料表現(xiàn)出較好的熱穩(wěn)定性，比本征態(tài)聚苯胺的分解溫度提高了134℃；且有相似的熒光性質(zhì)，對應(yīng)的熒光發(fā)射波長為374～480nm，都發(fā)藍(lán)光；合成的材料在導(dǎo)電率改變上變化明顯，最好的

3、電導(dǎo)率為0.1S·cm-1。采用固相合成法在無酸條件下，以Keggin結(jié)構(gòu)過渡金屬一取代雜多鎢硅酸鹽異構(gòu)體β1-[SiW11M(H2O)O39]6-(M=Mn2+，Co2+，Zn2+，F(xiàn)e2+)為摻雜劑制備了6種聚苯胺摻雜材料直徑在100nm，最好的電導(dǎo)率為9.6×10-2S·cm-1。以Keggin結(jié)構(gòu)鈷取代雜多硅鎢酸鹽異構(gòu)體α，βi-K6-nHn[SiW11Co(H2O)O39]·xH2O(βi=β1，β2，β3)為摻雜劑，采用固相

4、合成法在有酸情況下，制備了4種聚苯胺摻雜材料。新材料具有較好的熱穩(wěn)定性、熒光性和導(dǎo)電性，室溫電導(dǎo)率為7.5×10-2S·cm-1，每種摻雜材料都有一個(gè)熒光發(fā)射峰，其發(fā)光中心來自于摻雜態(tài)聚苯胺極化子能帶與價(jià)帶之間的躍遷。同時(shí)，以Keggin結(jié)構(gòu)鐵取代雜多硅鎢酸鹽異構(gòu)體α，βi-K5-nHn[SiW11Fe(H2O)O39]·xH2O(βi=β1，β2，β3)為摻雜劑，采用固相合成法制備的4種聚苯胺摻雜材料，最好的電導(dǎo)率為8.5×10-2S

5、·cm-1；掃描電鏡下顯示材料具有微孔特性，呈片狀，分布均勻。熒光光譜表明了對應(yīng)的熒光發(fā)射波長為418～470nm，呈現(xiàn)寬帶發(fā)射。
　　固相聚合反應(yīng)法制備的硅鎢酸鹽摻雜聚苯胺要比液相聚合反應(yīng)法制備的聚苯胺顆粒分布均勻，固相反應(yīng)法合成的摻雜聚苯胺結(jié)晶性好，更為整齊有序。
　　以紫外燈為光源，研究了合成的摻雜聚苯胺催化劑對低濃度模擬染料廢水次甲基藍(lán)、結(jié)晶紫、孔雀石綠、甲基橙的光催化降解性。結(jié)果表明，雜多酸鹽/聚苯胺的投加量、染料