發(fā)布時(shí)間：2017-08-21 18:22

  本文關(guān)鍵詞：聚苯胺包覆二氧化鈦二維納米片的合成與性能研究

  更多相關(guān)文章： 二維結(jié)構(gòu) 納米片 TiO_2 電流變 光催化

【摘要】：近年來(lái),二氧化鈦?zhàn)鳛楣怆姴牧鲜艿綇V泛關(guān)注。一方面,它本身具有一定的光催化性能,尤其是通過(guò)納米化及各種形式的摻雜改性,二氧化鈦類材料的光催化性能能得到了極大的改善,使得其在光催化領(lǐng)域具有獨(dú)到的地位。另一方面,由于二氧化鈦具有很高的介電常數(shù),在半導(dǎo)體、二極管、電流變流體等方面也具有廣泛、深入的應(yīng)用。二維納米材料是近年來(lái)材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),其擁有獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性能,在潤(rùn)滑材料、光電材料、顯示材料、高效催化材料、儲(chǔ)氫材料、氣敏材料等中都有極廣的應(yīng)用前景。因此,制備出二維結(jié)構(gòu)的二氧化鈦納米片材料,并將其應(yīng)用于電流變領(lǐng)域和光催化領(lǐng)域具有重要意義�；谝陨夏康�,本論文作了以下幾個(gè)方面的研究:(1)使用銳鈦型納米TiO_2,以過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑,以濃鹽酸為酸性調(diào)節(jié)劑,與苯胺在0~5 oC下發(fā)生聚合反應(yīng),合成了具有二維結(jié)構(gòu)的聚苯胺復(fù)合二氧化鈦納米片(PANI@TiO_2)。并使用原子力顯微鏡(AFM),掃描電子顯微鏡(SEM),透射電鏡(TEM),X-射線衍射儀(XRD),傅立葉紅外轉(zhuǎn)換儀(FTIR),熱重分析儀(TG)等對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、形貌及熱穩(wěn)定性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,所合成的PANI@TiO_2為典型的二維納米片狀包覆材料,平均厚度在3 nm左右,大小為100nm左右。(2)以PANI@TiO_2為分散相材料,配制了其硅油懸浮液,在直流流變儀上進(jìn)行了電流變效應(yīng)測(cè)試,研究了其電流變性能;探究了分散相濃度、摻雜條件,操作溫度等對(duì)PANI@TiO_2流體的電流變性能的影響,并將其與相同條件下合成的聚苯胺電流變流體進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明,PANI@TiO_2體系具有比聚苯胺體系更優(yōu)異的電流變性能。在電場(chǎng)作用下,濃度為5wt%、pH=9的PANI@TiO_2硅油體系的剪切應(yīng)力、粘度、靜態(tài)屈服應(yīng)力、儲(chǔ)能模量、損耗模量等都隨電場(chǎng)強(qiáng)度增強(qiáng)而增大,具有很明顯的ER效應(yīng);濃度增加,PANI@TiO_2流體的電流變效應(yīng)增強(qiáng);摻雜pH值顯著影響著材料的電流變性能,pH=9的PANI@TiO_2硅油體系具有最佳的ER響應(yīng)。PANI@TiO_2硅油體系的屈服應(yīng)力隨溫度線性增加,而粘度隨溫度升高而降低,具有二次線性關(guān)系。PANI@TiO_2硅油體系的流變行為分析結(jié)果表明,體系的流變曲線都較好地符合CCJ和Bingham模型,且其屈服應(yīng)力與電場(chǎng)的二次方呈正比關(guān)系。(3)研究了二維納米片PANI@TiO_2作為光催化材料,在紫外光輻照下催化降解亞甲基藍(lán)染料(MB)的性能,通過(guò)改變催化劑的量、pH值探究了影響PANI@TiO_2的光催化活性的因素。實(shí)驗(yàn)表明,PANI@TiO_2對(duì)10 mg/L的MB具有一定的降解,光照120 min,光催化效率達(dá)到84%以上;通過(guò)循環(huán)利用5次后,對(duì)MB的降解效果仍有77%。
【關(guān)鍵詞】：二維結(jié)構(gòu) 納米片 TiO_2 電流變 光催化
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ134.11;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-28
• 1.1 二氧化鈦的基本性質(zhì)10-11
• 1.1.1 二氧化鈦的物理性質(zhì)10
• 1.1.2 二氧化鈦的化學(xué)性質(zhì)10-11
• 1.2 二氧化鈦納米片的合成方法11-12
• 1.2.1 溶膠-凝膠法11
• 1.2.2 氣相沉淀法11
• 1.2.3 水熱合成法11-12
• 1.3 二氧化鈦電流變材料的研究12-17
• 1.3.1 電流變液的組成12
• 1.3.2 電流變效應(yīng)的機(jī)理12-14
• 1.3.3 電流變效應(yīng)的影響因素14-15
• 1.3.4 二氧化鈦電流變材料研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 二氧化鈦光催化技術(shù)的研究與應(yīng)用17-26
• 1.4.1 光催化機(jī)理17-19
• 1.4.2.二氧化鈦光催化性能改性研究進(jìn)展19-24
• 1.4.3 二氧化鈦光催化技術(shù)的應(yīng)用24-26
• 1.5 本論文的研究思路及目的26-28
• 第2章 PNAI@TiO_2二維納米片的制備28-36
• 2.1 引言28-29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分29-30
• 2.2.1 試劑及儀器29
• 2.2.2 PANI@TiO_2納米片的制備29-30
• 2.2.3 PANI@TiO_2納米片的摻雜30
• 2.3 PANI@TiO_2納米片的表征30-31
• 2.3.1 表征儀器30
• 2.3.2 表征方法30-31
• 2.4 結(jié)果與討論31-35
• 2.4.1 PANI@TiO_2納米片的結(jié)構(gòu)表征31-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 PANI@TiO_2二維納米片電流變性能研究36-54
• 3.1.引言36-37
• 3.2 電流變流體的制備與測(cè)試37-38
• 3.2.1 電流變性能測(cè)試儀器37
• 3.2.2 電流變懸浮液的制備37
• 3.2.3 電流變性能測(cè)試方法37-38
• 3.3 結(jié)果與討論38-52
• 3.3.1 5wt% PANI@TiO_2納米片流變效應(yīng)38-43
• 3.3.2 濃度對(duì)PANI@TiO_2納米片流變效應(yīng)的影響43-46
• 3.3.3 摻雜條件對(duì)PANI@TiO_2納米片流變效應(yīng)的影響46-49
• 3.3.4 溫度的影響49
• 3.3.5 電流變效應(yīng)解析49-51
• 3.3.6 介電常數(shù)51-52
• 3.4 本章小結(jié)52-54
• 第4章 PANI@TiO_2二維納米片的光催化性能研究54-62
• 4.1 引言54-55
• 4.2 光催化降解性能測(cè)試55-57
• 4.2.1 測(cè)試試劑和儀器55
• 4.2.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制55-56
• 4.2.3 PANI@TiO_2納米片摻雜56
• 4.2.4 光催化性能測(cè)試方法56-57
• 4.3 結(jié)果與討論57-60
• 4.3.1 光催化降解效果比較57-58
• 4.3.2 不同催化劑量紫外光催活性比較58-59
• 4.3.3 不同pH的催化劑紫外光催活性比較59
• 4.3.4 循環(huán)使用能力59-60
• 4.4 本章小結(jié)60-62
• 第5章 總結(jié)與展望62-64
• 5.1 總結(jié)62-63
• 5.2 展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-73
• 致謝73-74
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷74-75
• 附錄（攻讀學(xué)位期間發(fā)表及完成論文目錄）75

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本文編號(hào)：714410