聚苯胺納米纖維的合成及表征.pdf

1、聚苯胺具有許多優(yōu)良特性及廣泛的應(yīng)用前景。本文以對甲基苯磺酸(p-TSA)作為H+摻雜劑,納米Nd2O3為誘導(dǎo)劑,采用化學(xué)法制備了聚苯胺納米纖維。測定了p-TSA水溶液的臨界膠束濃度(CMC)及0.206mol·L-1p-TSA水溶液中Nd2O3膠粒的動(dòng)電電位(Zeta電位),聚苯胺納米纖維的電導(dǎo)率。用SEM、FT-IR、XRD和ICP等實(shí)驗(yàn)方法研究了p-TSA水溶液濃度和Nd2O3在p-TSA水溶液中的Zeta電位對聚苯胺形貌及結(jié)構(gòu)的影

2、響。用原位聚合法制備了聚苯胺納米纖維膜修飾的Pt電極(PANI/Nd2O3/Pt),并用循環(huán)伏安(CV)法研究了此電極在不同濃度的H2SO4、H3PO4和HCl水溶液中的電化學(xué)性能。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,p-TSA水溶液的CMC=0.004mol·L-1；Zeta電位為零時(shí),水溶液中p-TSA與Nd2O3物質(zhì)的量之比np-TSA:nNd2O3≈1:0.17。當(dāng)溶液中p-TSA濃度遠(yuǎn)高于其CMC值,且np-TSA:nNd2O3>1

3、:0.17時(shí),在20℃,苯胺與過硫酸銨摩爾比為1:1、聚合反應(yīng)時(shí)間16h條件下所合成的聚苯胺納米纖維材料為非晶態(tài),從中檢測到0.02％的Nd,Nd2O3的存在對聚苯胺納米纖維的形成有顯著的促進(jìn)作用。直徑約100～200nm,且分散性較好,當(dāng)模壓壓強(qiáng)為10MPa時(shí),此納米纖維材料的電導(dǎo)率為0.1S·cm-1。與無Nd2O3存在的條件下合成的聚苯胺相比,此納米纖維材料的FT-IR光譜中并無新的特征峰出現(xiàn),只是所有聚苯胺特征峰均出現(xiàn)了不同程度

4、的藍(lán)移,說明材料中的微量Nd2O3與聚苯胺分子鏈之間無化學(xué)相互作用,而是以雜質(zhì)形式存在于其中。
　　 CV實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)氧化峰的電流密度達(dá)到最大時(shí),對應(yīng)三種酸的種類及濃度分別為1.0mol·L-1H2SO4,2.0mol·L-1H3PO4,0.75mol·L-1HCl。三種酸比較,PANI/Nd2O3/Pt在0.75mol·L-1HCl中的電化學(xué)活性最好。
　　 在本文所研究的濃度范圍內(nèi),聚苯胺納米纖維材料在H3PO4