導電聚合物聚吡咯具有成本低廉、穩(wěn)定性好、容易合成的優(yōu)勢,經過摻雜的聚吡咯對于染料有良好的吸附效果,在去除水體污染物方面具有巨大潛力。聚吡咯與納米二氧化鈦復合后,吸附性能進一步提高。然而,聚吡咯/二氧化鈦納米復合材料有著難以回收,成本較高等問題,具有一定的局限性。本文采用檸檬酸作為摻雜劑,分別以微米級二氧化鈦,海藻酸鈉為載體,與聚吡咯進行復合,制備了聚吡咯/微米二氧化鈦（PPy/TiO2）,硼酸改性聚吡咯/微米二氧化鈦（B-PPy/TiO2）與聚吡咯/微米二氧化鈦凝膠（PPy/SA-TiO2）,用于對水溶液中亞甲基藍（MB）的吸附,系統(tǒng)考察了各種因素對于吸附性能與解吸性能的影響,研究了吸附動力學與吸附機理。具體研究內容與結果如下:（1）通過化學原位聚合法制備了聚吡咯/微米二氧化鈦復合吸附劑（PPy/TiO2）。結果表明,添加0.4 gPPy/TiO2吸附劑,預處理pH=12時,對150 mg/L的MB溶液在30 min時的吸附率為97.3%�？刂苝H為1,解吸時間為20 min時,解吸率可達76.5%。在重復使用10次后,仍具有良好的吸附性能與循環(huán)性能。相比于以納米級二氧化鈦做載體的聚吡... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

亞甲基藍的分子結構

1.緒論3由于聚吡咯結構中具有大量含N基團，可以在離子交換和靜電吸引的作用下去除水中污染物[21]。當使用酸或者堿處理聚吡咯時，其表面電荷會發(fā)生改變，而且這個過程中也伴隨著摻雜劑離子的摻雜。由于其質子化與去質子化過程是可逆的，經過酸或堿處理后所吸附的污染物可以進行解吸，所以聚吡咯具有良好的循環(huán)使用性能。由于其具有合成簡便，易于回收等諸多特點，聚吡咯被認為是一種性能優(yōu)良的吸附劑[22]。圖1-2PPy的分子結構Fig.1-2ThemoleculestructureofPPy聚吡咯的合成機理是，一個吡咯分子被氧化，得到易于反應的陽離子自由基，接著陽離子自由基可以與另一陽離子自由基結合，生成了二聚吡咯自由基，再經過耦合反應，形成了二聚吡咯，遵循相同的步驟，最終得到了聚吡咯[23]。

西安理工大學碩士學位論文4圖1-3聚吡咯聚合機理Fig.1-3Polymerizationmechanismofpolypyrrole1.3.2摻雜機理未經摻雜的聚吡咯導電性不夠理想，導致其對于染料的吸附性能很差，只有通過摻雜過程才能提高它的導電性，進而提高吸附性能。摻雜也就是從聚合物鏈中移除電子或插入電子的過程。摻雜機理主要分為兩類，電荷轉移機理和質子酸摻雜[24]。1.3.2.1電荷轉移機理具有氧化性的摻雜劑(I2，F(xiàn)eCl3，H2O2，Br2)，對聚吡咯的摻雜主要是依靠電荷轉移機理進行。聚吡咯分子鏈給出電子，摻雜劑結合聚吡咯給出的電子而轉變?yōu)殛庪x子，隨后帶負電的摻雜劑陰離子進入高分子鏈中，形成電中性的聚吡咯。圖1-4氧化還原摻雜Fig.1-4Redoxdopingstructure1.3.2.2質子酸摻雜機理對于質子酸作為聚吡咯摻雜劑時，高分子鏈與摻雜劑這兩者并無電子的轉移，摻雜劑的質子附加于吡咯環(huán)上的β－C上，其帶有的正電荷在共軛鏈中延展開來，并伴隨著帶負電的摻雜劑陰離子進入高分子鏈中，完成摻雜[25]。圖1-5質子酸摻雜Fig.1-5Protonicaciddopingstructure1.4聚吡咯的制備聚吡咯的主要合成方法有兩種，化學氧化法和電化學法，化學氧化法制得的主要為聚吡咯顆粒，而電化學法制得的主要為聚吡咯薄膜。1.4.1化學氧化法化學氧化法是在制備過程中加入氧化劑與摻雜劑，并于冰浴的條件下單體聚合得到了聚吡咯，并且同時完成了摻雜過程。常用的氧化劑有FeC13，H2O2，K2Cr2O7，KIO3，

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[4]聚吡咯納米球及聚吡咯復合導電聚合物的制備與性能研究[D]. 鄭若時.清華大學 2012
[5]聚吡咯薄膜的電化學制備和性能研究[D]. 薛曉康.華中科技大學 2005
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本文編號：3588401