導(dǎo)電聚合物聚吡咯具有成本低廉、穩(wěn)定性好、容易合成的優(yōu)勢,經(jīng)過摻雜的聚吡咯對于染料有良好的吸附效果,在去除水體污染物方面具有巨大潛力。聚吡咯與納米二氧化鈦復(fù)合后,吸附性能進(jìn)一步提高。然而,聚吡咯/二氧化鈦納米復(fù)合材料有著難以回收,成本較高等問題,具有一定的局限性。本文采用檸檬酸作為摻雜劑,分別以微米級二氧化鈦,海藻酸鈉為載體,與聚吡咯進(jìn)行復(fù)合,制備了聚吡咯/微米二氧化鈦（PPy/TiO2）,硼酸改性聚吡咯/微米二氧化鈦（B-PPy/TiO2）與聚吡咯/微米二氧化鈦凝膠（PPy/SA-TiO2）,用于對水溶液中亞甲基藍(lán)（MB）的吸附,系統(tǒng)考察了各種因素對于吸附性能與解吸性能的影響,研究了吸附動力學(xué)與吸附機(jī)理。具體研究內(nèi)容與結(jié)果如下:（1）通過化學(xué)原位聚合法制備了聚吡咯/微米二氧化鈦復(fù)合吸附劑（PPy/TiO2）。結(jié)果表明,添加0.4 gPPy/TiO2吸附劑,預(yù)處理pH=12時(shí),對150 mg/L的MB溶液在30 min時(shí)的吸附率為97.3%�？刂苝H為1,解吸時(shí)間為20 min時(shí),解吸率可達(dá)76.5%。在重復(fù)使用10次后,仍具有良好的吸附性能與循環(huán)性能。相比于以納米級二氧化鈦?zhàn)鲚d體的聚吡... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

亞甲基藍(lán)的分子結(jié)構(gòu)

1.緒論3由于聚吡咯結(jié)構(gòu)中具有大量含N基團(tuán)，可以在離子交換和靜電吸引的作用下去除水中污染物[21]。當(dāng)使用酸或者堿處理聚吡咯時(shí)，其表面電荷會發(fā)生改變，而且這個(gè)過程中也伴隨著摻雜劑離子的摻雜。由于其質(zhì)子化與去質(zhì)子化過程是可逆的，經(jīng)過酸或堿處理后所吸附的污染物可以進(jìn)行解吸，所以聚吡咯具有良好的循環(huán)使用性能。由于其具有合成簡便，易于回收等諸多特點(diǎn)，聚吡咯被認(rèn)為是一種性能優(yōu)良的吸附劑[22]。圖1-2PPy的分子結(jié)構(gòu)Fig.1-2ThemoleculestructureofPPy聚吡咯的合成機(jī)理是，一個(gè)吡咯分子被氧化，得到易于反應(yīng)的陽離子自由基，接著陽離子自由基可以與另一陽離子自由基結(jié)合，生成了二聚吡咯自由基，再經(jīng)過耦合反應(yīng)，形成了二聚吡咯，遵循相同的步驟，最終得到了聚吡咯[23]。

西安理工大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1-3聚吡咯聚合機(jī)理Fig.1-3Polymerizationmechanismofpolypyrrole1.3.2摻雜機(jī)理未經(jīng)摻雜的聚吡咯導(dǎo)電性不夠理想，導(dǎo)致其對于染料的吸附性能很差，只有通過摻雜過程才能提高它的導(dǎo)電性，進(jìn)而提高吸附性能。摻雜也就是從聚合物鏈中移除電子或插入電子的過程。摻雜機(jī)理主要分為兩類，電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理和質(zhì)子酸摻雜[24]。1.3.2.1電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理具有氧化性的摻雜劑(I2，F(xiàn)eCl3，H2O2，Br2)，對聚吡咯的摻雜主要是依靠電荷轉(zhuǎn)移機(jī)理進(jìn)行。聚吡咯分子鏈給出電子，摻雜劑結(jié)合聚吡咯給出的電子而轉(zhuǎn)變?yōu)殛庪x子，隨后帶負(fù)電的摻雜劑陰離子進(jìn)入高分子鏈中，形成電中性的聚吡咯。圖1-4氧化還原摻雜Fig.1-4Redoxdopingstructure1.3.2.2質(zhì)子酸摻雜機(jī)理對于質(zhì)子酸作為聚吡咯摻雜劑時(shí)，高分子鏈與摻雜劑這兩者并無電子的轉(zhuǎn)移，摻雜劑的質(zhì)子附加于吡咯環(huán)上的β－C上，其帶有的正電荷在共軛鏈中延展開來，并伴隨著帶負(fù)電的摻雜劑陰離子進(jìn)入高分子鏈中，完成摻雜[25]。圖1-5質(zhì)子酸摻雜Fig.1-5Protonicaciddopingstructure1.4聚吡咯的制備聚吡咯的主要合成方法有兩種，化學(xué)氧化法和電化學(xué)法，化學(xué)氧化法制得的主要為聚吡咯顆粒，而電化學(xué)法制得的主要為聚吡咯薄膜。1.4.1化學(xué)氧化法化學(xué)氧化法是在制備過程中加入氧化劑與摻雜劑，并于冰浴的條件下單體聚合得到了聚吡咯，并且同時(shí)完成了摻雜過程。常用的氧化劑有FeC13，H2O2，K2Cr2O7，KIO3，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同酸摻雜聚吡咯對酸性紅G的吸附性能[J]. 張瑜,蘇翔,周遠(yuǎn)濤,李晶晶,馮江濤,延衛(wèi).  化工進(jìn)展. 2014(09)
[2]聚吡咯/環(huán)糊精準(zhǔn)聚輪烷分子導(dǎo)線材料的合成[J]. 吳唯,陳玉潔,浦偉光,陳軍,王茹.  高分子材料科學(xué)與工程. 2011(01)
[3]摻雜劑存在對聚吡咯性能和微觀形貌的影響評述[J]. 馮江濤,延衛(wèi),常青,李晶晶.  化工進(jìn)展. 2010(06)
[4]導(dǎo)電高分子材料聚吡咯的研究進(jìn)展[J]. 周媛媛,余旻,李松.  化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料. 2008(01)
[5]導(dǎo)電聚吡咯的研究[J]. 李永舫.  高分子通報(bào). 2005(04)
[6]導(dǎo)電聚合物的電化學(xué)制備和電化學(xué)性質(zhì)研究——中國科學(xué)院有機(jī)固體重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室導(dǎo)電聚合物電化學(xué)研究工作簡介（I）[J]. 李永舫.  電化學(xué). 2004(04)

博士論文
[1]聚吡咯/無機(jī)顆粒復(fù)合膜層的電化學(xué)合成與防腐機(jī)理研究[D]. 燕群.中國石油大學(xué)(華東) 2017
[2]聚吡咯及其復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 汪杰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[3]基于殼聚糖與海藻酸鈉的改性聚合物的制備結(jié)構(gòu)與性能研究[D]. 袁毅樺.華南理工大學(xué) 2012

碩士論文
[1]含離子聚丙烯酰胺/氧化石墨烯復(fù)合水凝膠的制備與應(yīng)用研究[D]. 彭雙雙.華南理工大學(xué) 2019
[2]金剛烷和環(huán)糊精改性殼聚糖水凝膠的制備與性能[D]. 楊力全.大連理工大學(xué) 2019
[3]改性石墨烯/聚吡咯復(fù)合材料對水中Cr（Ⅵ）及剛果紅的吸附研究[D]. 方偉.華南理工大學(xué) 2018
[4]聚吡咯納米球及聚吡咯復(fù)合導(dǎo)電聚合物的制備與性能研究[D]. 鄭若時(shí).清華大學(xué) 2012
[5]聚吡咯薄膜的電化學(xué)制備和性能研究[D]. 薛曉康.華中科技大學(xué) 2005
[6]化學(xué)氧化聚合法制備聚吡咯及其應(yīng)用研究[D]. 陳泳.南京理工大學(xué) 2004



本文編號：3588401