不同形貌聚苯胺／氧化锌复合材料的制备与光催化性能-论文.pdf

《不同形貌聚苯胺／氧化锌复合材料的制备与光催化性能-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第29卷第9期高分子材料科学与工程Vo1．29．No．92013年9月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGSept．2013不同形貌聚苯胺／氧化锌复合材料的制备与光催化性能徐惠，邢建伟，陈泳(兰州理工大学石油化工学院，甘肃兰州730050)摘要：通过水热法制备了球形、棒状和花形的纳米氧化锌；并利用原位聚合法制备了对应形貌的氧化锌／聚苯胺复合材料。用x射线衍射(xRD)、热重分析(TG—DTG)和扫描电镜(SEM)等测试手段，对氧化锌及复合物进行了结构表征。以次甲基蓝为模拟污染物，在紫外灯下考察了复合物材料的光催化性能和动力学

2、特征。结果表明，聚苯胺(PANI)／氧化锌(ZnO)复合材料的光催化性能远高于纯纳米zn0，而不同形貌的PANI／ZnO其光催化降解效率也不同，依次为球形>棒状>花形；PANI／ZnO(球形)的失水温度和分解温度与纯PANI相比分别提高了123．3℃和47．6℃。光催化动力学研究表明，以球形和棒状氧化锌为原料制备的PANI／znO复合材料符合一级动力学，PANI／ZnO(花形)复合物符合二级动力学。关键词：聚苯胺；氧化锌；光降解；次甲基蓝；形貌；动力学中图分类号：TB333文献标识码：A文章编号：1000—7555(2013)09．0164—05纳米ZnO具有优

3、良的物理化学性质，不仅晶相结市致远化学试剂有限公司；苯胺(C6H5NH2)：A．R．，构、电子结构与体相ZnO不同，其热学、电学、磁学和天津德恩化学试剂有限公司；过硫酸铵(APs)：A．R．，光学性质也表现出许多奇异性质，而且还具有独特的烟台市双双化工有限公司；盐酸(HCI)：A．R。，甘肃白压电现象、高的电导率、光催化作用及散射和吸收紫外银宏业精细化工厂；元水乙醇(C2HsOH)：A．R．，天津线的能力，可以应用于光催化领域l_1J。市富宇精细化工有限公司；正辛醇：A．R．，天津市恒聚苯胺(PANI)是一种P型半导体，用质子酸掺杂兴化工贸易公司；聚乙二醇(PE

4、G一20000)：A．R．，天津后形成了空穴载流子，当受强光照射时，聚苯胺价带中市巴斯夫化工有限公司；十六烷基三甲基溴化铵的电子将受激发至导带，出现附加的电子空穴对，同时(C)：A．R．，天津市化学试剂六厂三分厂。激发带中的杂质能级上的电子或空穴会改变其电导电子分析天平：TG328A，上海精密科学仪器有限率，具有显著的光电转换效应l_1-3]。尽管已有关于公司；循环水式多用真空泵：SHD一Ⅲ，保定高新区阳光PANI／ZnO复合材料降解有机染料的文献报道[4-6J，科教仪器厂；超声波清洗器：KQ218，昆山市超声仪器但对于不同形貌的复合材料对光催化效率的影响及催有

5、限公司；马弗炉：SX2—413，上海申光仪器仪表有限化动力学的研究很少。本实验制备出了3种不同形貌公司；数显鼓风干燥箱：GZX一9140，上海博迅实业有限(球形、棒状和花形)的纳米氧化锌，考察了不同形貌和公司医疗设备厂；分光光度计：7230G，上海精密科学尺寸的纳米ZnO对复合材料光降解效率的影响，并对仪器器有限公司；台式离心机：800B，上海安亭科学仪其光催化动力学进行了研究。器厂；水热合成反应釜：100mL，济南祝安技术有限公司。1实验部分1．1原料与仪器1．2球形ZnO的制备醋酸锌(zn(CH3COO)2)lA．R．，天津市巴斯夫化将5mol／LNaOH溶

6、液与0．5tool／L的Zn(Ac)2工有限公司；氢氧化钠(NaOH)：A．R．，天津市光复科溶液等体积混合，生成Zn(OH)40一前驱体；称取1g聚技发展有限公司；碳酸铵((NH4)2CO3)：A．R．，天津乙二醇(PEG_20000)溶于4mL水中，充分超声振荡，收稿日期：2012．11．16基金项目：国家自然科学基金资助项目(51062011)；甘肃省教育厅项目通讯联系人：徐惠，主要从事纳米复合材料研究，E．mail：xuhui@lut．crl第9期徐惠等：不同形貌聚苯胺／氧化锌复合材料的制备与光催化性能形成添加体系。将5mL前驱体与55mL蒸馏水混沉淀用

7、无水乙醇、蒸馏水多次洗涤后90℃下干燥4h，合，加入配好的添加体系聚乙二醇溶液，充分混合后放得到ZnO微晶粉体。人50mL水热反应釜中，在200℃反应4h后自然冷1．5复合物PANI／ZnO的制备却到室温。将生成的沉淀用无水乙醇、蒸馏水多次洗称取一定量的ZnO粉体(A，B，C)溶于100mL去涤后90℃干燥4h，最后得到zn0微晶粉体。离子水中，持续搅拌的同时加入1mL二次蒸馏的苯1．3棒状ZnO的制备胺，反应1h后缓慢加入2．39g过硫酸铵(APS)，溶液将0．02tool的醋酸锌(Zn(Ac)2)和0．025mol的逐渐由无色变黄直至变为棕色；此肘持续搅拌反

8、应2h碳酸铵((NH4)