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1、专业综合实验(论文)题目：聚苯胺包覆二氧化钛的制备与性能研究院（系）：材料与化工学院a专业：高分子材料与工程班级：080309a学生：窦亨b学号：080309103c指导教师：张东华g2011年12月IV目录摘要I目录II0前言11绪论31.1综述绪论31.2发展概况32实验部分42.1聚苯胺的性能42.2聚苯胺的合成及反应机理…………………………………………………..62.3聚苯胺的应用………………………………………………………………...62.4聚苯胺的有机复合材料……………………………………………………
2、...92.5二氧化钛的性能102.6聚苯胺包覆二氧化钛的制备与研究112.7实验过程……………………………………………………………..……..122.8性能测试…………………………………………………………………….143结果与讨论14IV3.1产物形貌143.2包覆颗粒的产率163.3红外光谱分析163.4电导率174结论18参考文献19IV聚苯胺包覆二氧化钛的制备与性能研究摘要聚苯胺(PANI)作为目前最具发展前景的一种导电聚合物，已经成为材料科学研究的热点之一，并在其合成、结构、性能与应用等研究方面取得
3、了一系列重要的成果一般来讲,采用小分子无机酸(如HCl)掺杂的聚苯胺虽然具有较好的导电性，但其溶解性较大和稳定性较差，一定程度上限制了其商业应用。TiO2因具有自身无毒、无害及无腐蚀性、还可反复使用等特点而被广泛地应用到光催化降解有机污染物,近年来研究成果表明TiO2光催化降解是一种具有广泛应用前景的绿色环境治理技术。采用原位聚合的方法，以过硫酸铵（APS）为氧化剂制备了本征态聚苯胺包覆二氧化钛颗粒，并用盐酸进行掺杂。盐酸掺杂的PANI包覆TiO2复合粒子,计算了其产率，用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描
4、电子显微镜(SEM)等考察了复合粒子的形貌和结构。关键词:聚苯胺，原位聚合，二氧化钛，性能研究IVIV0.前言聚苯胺(PANI)作为目前最具发展前景的一种导电聚合物，已经成为材料科学研究的热点之一，并在其合成、结构、性能与应用等研究方面取得了一系列重要的成果一般来讲,采用小分子无机酸(如HCl)掺杂的聚苯胺虽然具有较好的导电性，但其溶解性较大和稳定性较差，一定程度上限制了其商业应用[1]。TiO2因具有自身无毒、无害及无腐蚀性、还可反复使用等特点而被广泛地催化降解有机污染物,近年来研究成果表明TiO2光催化降
5、解是一种具有广泛应景的绿色环境治理技术。但由于纳米TiO2的禁带宽度较大(锐钛矿型Eg=3?2e石型Eg=3?02eV),只有紫外光(波长小于387nm)才能激发纳米TiO2的价到带,产生光生电子?空穴,而紫外光只占到了太阳光能量的3%~5%,这说明太阳光利用率很低,这很大程度上限制了纳米TiO2的应用范围。而可见光可以占到太阳的45%左右,所以,使纳米TiO2的光响应发生红移,是提高纳米TiO2光催化时可率的一种必要的方法和措施 纳米二氧化钛(TiO2)颗粒具有紫外线吸收功强透过性好、化学活性高等特点,可用
6、Y于备紫外线吸收剂、光催化剂、化品油漆等[2]。未经表面处理的纳米TiO2具有易团聚及颗粒表面具有亲水性,不能地分散在有机基质中的特点。为了提高纳米TiO2颗粒在有机基质中的分散性要对纳米TiO2进行有机表面改性。有机表面改性的处理方法,主要有表面法、偶联剂法和高分子聚合物包覆法。其中高分子聚合物包覆法是通过在T粒子表面包覆聚合物分子层,而产生了一种空间位阻斥力从而减小了粒子间的范华力的方法。这种方法与其他方法相比,更有利于提高TiO2在有机介质中的分散稳定性,增强无机颗粒与聚合物基体之间的相容性[3],防止
7、外界环境与纳米TiO2粒子之间的作用,并能改变纳米TiO2的光学、磁学、热学、电学等性能,使其满足多种特殊需求,因而具有较高的应用价值[4]。近年来,将高分子聚合物包覆在纳米聚苯胺(PANI)在被发现的100多年间,一直被当作颜料使用,随着对导电聚合物的研究。在许多高分子聚合物中,PANI具有优异的物理化学性能(较高的电导率)、独特掺杂机制和良好的环境稳定性,而且原料廉价易得、合成工艺简便等优点,成为众多科学家们研究最多的一类导电高分子材料和最有可能实现工业化应用的导电高分子。最近,导电聚合物改性纳米TiO2
8、,以提高TiO2的可见光利用率,19引起了科研工作者的高度重视。将无机纳米微粒和聚苯胺制成复合材料,其光电等性能与PANI相比均有所改变,纳米TiO2/PANI复合材料有望应用于光催化、电池、光电转换等领域。在本实验中,首先氧化苯胺单体合成PANI,然后均匀分散在TiO2溶胶中,形成凝胶使TiO2以PANI粒子为分散核,生成复合物。研究了PANI含量对TiO2/PANI复合材料的结构影响,并对材料的
