聚苯胺-氧化鋅納米復合光催化劑的制備及性能研究.pdf

1、納米半導體由于其特殊性能，應(yīng)用非常廣泛。納米氧化鋅作為一種典型的納米半導體，在紫外光區(qū)的強吸收，以及相對較高的光電轉(zhuǎn)化效率，使得氧化鋅得以光催化方面廣泛應(yīng)用，同時，氧化鋅只對紫外光區(qū)具有較好的光響應(yīng)，化學穩(wěn)定性較差，較低的光電轉(zhuǎn)化效率也限制了氧化鋅的進一步的應(yīng)用。
　　本論文的主要內(nèi)容有研究不同條件下的氧化鋅形貌的可控制備，然后制備不同形貌的氧化鋅，通過不同的聚合方法制備出聚苯胺/氧化鋅復合材料，研究不同條件對復合材料性能的影響;

2、硅烷偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)和苯胺甲基三乙氧基硅烷(KH42)通過水熱法改性氧化鋅，研究不同硅烷偶聯(lián)劑的不同的影響;復合材料的應(yīng)用性能主要通過光催化降解亞甲基藍溶液從而對比不同復合材料作為催化劑的差異。
　　第一部分主要研究氧化鋅及聚苯胺/氧化鋅復合材料的制備及表征。在不同溶劑中，通過直接沉淀法制備出不同形貌的氧化鋅;研究不同醇水比例對納米氧化鋅晶體生長的影響;在室溫和80-90℃反應(yīng)溫度條件下，制備顆粒狀和棒狀

3、氧化鋅。結(jié)果表明，隨著溶劑分子碳鏈長度的增長，納米氧化鋅的尺寸受到抑制，而水可以促進氧化鋅晶體沿c軸生長的特性，不同溫度對氧化鋅晶體生長存在影響。
　　第二部分主要是制備聚苯胺/氧化鋅納米復合材料，研究不同的聚合方法，不同的聚合時間，不同的質(zhì)子酸摻雜，不同復合的比例對聚苯胺/氧化鋅納米復合材料的性能的影響。結(jié)果表明，苯胺的復合比例影響復合材料的性能，苯胺比例為11.31％時的光催化效果最好;聚合時間的影響可以忽略;乳液聚合光催化效

4、果優(yōu)于溶液聚合;樟腦磺酸摻雜的復合材料的熒光發(fā)射強度最弱，光催化效果強于鹽酸和醋酸改性的復合材料。
　　第三部分主要研究復合材料在硅烷偶聯(lián)劑改性前后以及不同硅烷偶聯(lián)劑改性之后的差異性。通過對比KH550改性前后復合材料的差異，發(fā)現(xiàn)KH550改性的復合材料結(jié)構(gòu)中，聚苯胺能夠包覆在氧化鋅的表面，不同于未改性的復合材料中的聚苯胺是以片狀結(jié)構(gòu)存在于復合材料的結(jié)構(gòu)中，而且KH550改性之后的復合材料在熒光發(fā)射以及紫外可見吸收性能上與未改性前

5、的復合材料存在明顯的差異性，KH550改性之后的復合材料的光催化效果優(yōu)于未改性的復合材料甚至是純的氧化鋅的光催化效果;通過對比KH550和KH42對復合材料的性能的影響，我們發(fā)現(xiàn)在KH42改性對復合材料熒光發(fā)射的抑制作用強于KH550改性，且在無論是在紫外光區(qū)還是可見光區(qū)，吸收均強于KH550改性的復合材料，同時，KH42改性之后的顆粒尺寸要小于KH550改性之后的復合材料，KH42改性之后的光催化效果要略強于KH550改性之后的光催化