二氧化鈦-聚苯胺復(fù)合微粒材料的制備、結(jié)構(gòu)和性能研究.pdf

1、博士學(xué)位論文Y 15 3 17 0 2二氧化鈦／聚苯胺復(fù)合微粒材料的制備、結(jié)構(gòu)和性能研究P r e p a r a t i o n ，S t r u c t u r e a n d P r o p e r t y o f T i t a n i u mD i o x i d e ／P o l y a n i l i n eC o m p o s i t e P a r t i c u l a t e M a t e r i a l s一

2、級學(xué)科學(xué)科專業(yè)作者姓名指導(dǎo)教師撾型型堂皇王捏撾 抖 堂奎 雪 整應(yīng) 國 登麴援天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2 0 0 7 年5 月A B S T R A C TM o r ea t t e n t i o n h a sb e e n p a i d t o p o l y a n i l i n e ( P A N I ) i m p r o v i n g a n a t a s e T i 0 2p h o t o c a t a

3、l y s i sa c t i v i t y b e c a u s eo fi t s i m p o r t a n ts i g n i f i c a n c ea n d p r a c t i c a l l ya p p l i e df o r e g r o u n d ．I n t h i s t h e s i s ，T i 0 2 ／P A N I c o m p o s i t e p a r t i c

4、l e s w e r e p r e p a r e d b y c h e m i c a lo x i d a t i o n i n s i t u p o l y m e r i z a t i o n ．T h er e s u l t i n g c o m p o s i t ep a r t i c l e s s t I u c t L l r e a n dp r o p e r t i e s w e r e c

5、 h a r a c t e r i z e db yX —r a y d i f f r a c t i o n ( X R D ) ．t r a n s m i s s i o n s p e c t r u m( T E M ) ，i n f r a r e d s p e c t r u m ( I R ) ，U V 二V I S s p e c t r o p h o t o m e t e r , X ·r a y

6、 p h o t o e l e c t r o ns p e c t r o s c o p i c a n a l y s i s ( x P s ) ，l a s e r p a r t i c l e s s i z e a n a l y z e r , t h e r m o g r a v i m e t r i ca n a l y z e r ( T G A ) a n d S Oo n ．P h o t o c a

7、t a l y s i sa c t i v i t i e so fd i f f e r e n tk i n d so f c o m p o s i t ep a r t i c l e s w e r e m e a s u r e dT h e r e s u l t ss h o w e dt h a td i f f e r e n tp r e p a r e d c o n d i t i o n so f a n

8、i l i n ec o n t e n t ，o x i d a n tk i n d sa n dc o n c e n t r a t i o n s ，d o p a n tk i n d sa n dc o n c e n t r a t i o n s ，p r e p a r e dt e m p e r a t u r ea n dt i m e h a di m p o r t a n t e 丘．e c t o n

9、c o m p o s i t ep a r t i c l e s s 廿眥n 鵬a n dm o r p h o l o g y ．T h ed i s p e r s i o no f c o m p o s i t e p a r t i c l e sw a sb e t t e rt h a n T i 0 2 p a r t i c l e s ．Y i 0 2c r y s t a lt y p ed i dn o tc

10、 h a n g e i n t h ep r e p a r e dp r o c e s s ．I n f r a r e d s p e c t r u m ( I R ) s h o w e dt h a t i n t e n s i v ei n t e r a c t i o n ( h y d r o g e nb o n d a n d c o o r d i n a t eb o n d ) e x i s t e

11、db e t w e e n T i 0 2p a r t i c l e sa n dp o l y a n i l i n e ．T h e o r yo f T i 0 2 ／P A N Ic o m p o s i t ep a r t i c l e s p r e p a r e db y c h e m i c a l o x i d a t i o ni n s i t u p o l y m e r i z a t i

12、 o n w a sp u t f o r w a r d ．I n t h ep o l y m e r i z e d p r o c e s s ，i n t e r a c t i o nb e t w e e n T i 0 2p a r t i c l e sa n da n i l i n em o n o m e r l e dt oa n i l i n ea d l l e r 崦t ot h es u r f a

13、c eo fT i 0 2p a r t i c l e s ．P o l y m e r i z a t i o nw a st a k e n p l a c eo nt h es u r f a c eo f T i 0 2p a r t i c l e sa n dH C l s o l u t i o n ．P o l y a n i l i n ep o l y m e r i z e di nt h es o l u t

14、i o nc o u l d a d h e r et oT i 0 2p a r t i c l e s ．S oT i 0 2 ／P A N I c o m p o s i t e p a r t i c l e s w e r ep r e p a r e d ．U V ·V l S s p e c t r o p h o t o m e t e r s h o w e d t h a t c o m p o s i t

15、 e p a r t i c l e s d e c r e a s e d t h ea b s o r b a n c e o fu l t r a v i o l e ta n di n c r e a s e dt h ea b s o r b a n c eo fv i s i b l e l i g h t ，a n d t h e i r sa b s o r b a n c e b o r d e rs h i f t

16、e d t o l o n g e rw a v e l e n g t h , w h i c hs h o w e dt h a t i t s b a n d g a pn a r r o w e d ．R e l a t i o n s h i pb e t w e e nd i f f e r e n ts n u c t u r e s l e v e l s o fT i 0 2 ／P A N Ic o m p o s i

17、 t ep a r t i c l e s a n do p t i c a l p r o p e r t y , p r o t o n sa b s o r b a n c e w e r ed i s c u s s e d ．B e t t e r d i s p e r s i o no fc o m p o s i t ep a r t i c l e s i n c r e a s e d t h e s u r f a

18、 c eo fr e c e i v i n ga b u n d a n t i l l u m i n a t i o n a n di m p r o v e dt h ea b s o r b a n c ea b i l i t yf o rp h o t o n s o f s u r f a c e ．D o p e dp o l y a n i l i n ei n c r e a s e dt h ea b s o r