本文關(guān)鍵詞：界面聚合法制備Au-PANI納米復(fù)合材料及其催化性能

  更多相關(guān)文章： 聚苯胺 金納米顆粒 復(fù)合材料 表面等離激元 催化性能

【摘要】：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(dú)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(lái),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(gè)領(lǐng)域。本論文對(duì)Au-PANI納米結(jié)構(gòu)的可控制備和催化性能進(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(huì)形成一個(gè)油相在上、水相在下的兩相體系。通過(guò)調(diào)節(jié)反應(yīng)的時(shí)間和反應(yīng)物的濃度,確定較優(yōu)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過(guò)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(shí)會(huì)生成棒棒糖狀結(jié)構(gòu),加入量為5 ml時(shí)會(huì)生成球狀結(jié)構(gòu)。對(duì)材料進(jìn)行了催化還原4-硝基苯酚的性能測(cè)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(cè)試結(jié)果表明,該材料很高的催化穩(wěn)定性,第三次測(cè)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(zhǎng)的激光照射下,對(duì)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。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(shí)間的不同對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和形貌的影響。隨著NMP浸泡時(shí)間的增加,Au-PANI納米復(fù)合材料中的聚苯胺會(huì)逐漸溶解,材料表面的結(jié)構(gòu)也會(huì)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(duì)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(cè)試,發(fā)現(xiàn)材料的催化性能會(huì)有明顯的提高,反應(yīng)的時(shí)間被縮短到5 min以內(nèi),這是因?yàn)镹MP浸泡后會(huì)有更多的金納米顆粒暴露在復(fù)合材料的表面,對(duì)材料的催化性能起到了促進(jìn)作用。穩(wěn)定性測(cè)試發(fā)現(xiàn),第三次的重復(fù)性能測(cè)試反應(yīng)可以在5 min進(jìn)行完全。SERS測(cè)試結(jié)果表明,在633 nm波長(zhǎng)激光的照射下,NMP浸泡處理并不能提高材料對(duì)于4ATP偶聯(lián)反應(yīng)的輔助催化性能。
【關(guān)鍵詞】：聚苯胺 金納米顆粒 復(fù)合材料 表面等離激元 催化性能
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O643.36;TB33
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-24
• 1.1 課題來(lái)源及研究的背景和意義9-10
• 1.2 導(dǎo)電聚合物-貴金屬納米復(fù)合材料10-14
• 1.2.1 導(dǎo)電聚合物概述10-11
• 1.2.2 導(dǎo)電聚合物還原貴金屬11-12
• 1.2.3 導(dǎo)電聚合物-貴金屬?gòu)?fù)合材料的制備12-14
• 1.3 Au-PANI納米復(fù)合材料研究進(jìn)展14-22
• 1.3.1 Au-PANI納米復(fù)合材料制備方法概述14-19
• 1.3.2 Au-PANI納米復(fù)合材料的應(yīng)用19-22
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 第2章 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方法24-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑和儀器24-25
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用化學(xué)試劑24
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)所用儀器24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)樣品的制備和處理25-26
• 2.2.1 Au-PANI納米復(fù)合材料的制備25-26
• 2.2.2 Au-PANI樣品的浸泡處理26
• 2.3 催化劑性能測(cè)試26-27
• 2.3.1 催化還原 4-硝基苯酚26
• 2.3.2 表面等離激元輔助催化偶聯(lián)反應(yīng)26-27
• 2.4 材料的表征27-30
• 2.4.1 SEM表征27
• 2.4.2 TEM表征27-28
• 2.4.3 X射線衍射分析28
• 2.4.4 紫外可見(jiàn)吸收光譜分析28
• 2.4.5 紅外光譜分析28-29
• 2.4.6 拉曼光譜分析29-30
• 第3章 界面聚合法制備Au-PANI納米復(fù)合材料及催化性能30-45
• 3.1 引言30
• 3.2 界面聚合法制備Au-PANI納米復(fù)合材料30-35
• 3.2.1 Au-PANI納米復(fù)合材料形貌的影響因素30-33
• 3.2.2 棒棒糖狀A(yù)u-PANI納米復(fù)合材料的生長(zhǎng)機(jī)理33-35
• 3.3 Au-PANI納米復(fù)合材料催化還原 4-NP35-40
• 3.3.1 對(duì)硝基苯酚的催化還原實(shí)驗(yàn)35-38
• 3.3.2 材料對(duì) 4-硝基苯酚還原反應(yīng)的催化機(jī)理38-40
• 3.4 表面等離激元輔助催化偶聯(lián)反應(yīng)研究40-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第4章 NMP處理Au-PANI復(fù)合材料及催化性能45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 球狀A(yù)u-PANI納米復(fù)合材料的制備45-47
• 4.3 NMP處理Au-PANI納米復(fù)合材料47-51
• 4.3.1 NMP處理棒棒糖狀復(fù)合材料47-49
• 4.3.2 NMP處理Au-PANI納米球49-51
• 4.4 處理后Au-PANI納米復(fù)合材料的催化性能51-55
• 4.4.1 處理后棒棒糖狀復(fù)合材料的催化性能51-53
• 4.4.2 處理后Au-PANI納米微球的催化性能53-55
• 4.5 NMP處理對(duì)材料表面等離激元輔助催化性能的影響55-57
• 4.5.1 NMP處理后球棒狀復(fù)合材料的表面等離激元誘導(dǎo)偶聯(lián)反應(yīng)55-56
• 4.5.2 NMP處理后球狀復(fù)合材料的表面等離激元誘導(dǎo)偶聯(lián)反應(yīng)56-57
• 4.6 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果66-68
• 致謝68

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：590620