收藏本站
《天津大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

聚吡咯复合纳米材料制备及其在电容法脱盐中的应用研究

张玉洁  
【摘要】:电容法脱盐技术利用电极的吸附/脱附过程实现原料液的淡化及排浓,是近年来最受重视的海水淡化技术之一。本文优化了聚吡咯/碳纳米管(PPy/CNT)复合纳米材料和聚吡咯/聚苯胺(PPy/PANi)复合纳米材料制备条件,还探索研究了导电聚合物电极材料在电容法脱盐中的脱盐机理。 以CNT为基体材料,采用化学氧化法制备PPy/CNT复合材料,考察了氧化剂(FeCl_3)浓度、吡咯(Py)浓度和CNT浓度对复合材料表面性能、电化学性能及吸附性能的影响规律。结果表明:在FeCl_3与Py的摩尔比M_(FeCl_3)/MPy为0.20-0.60,CNT与Py的质量比mCNT/m_(Py)为0.15-1.0的条件下,复合材料比表面积随M_(FeCl_3)/MPy的增加而减小,随mCNT/m_(Py)的增加而增大;其比电容随M_(FeCl_3)/MPy和mCNT/m_(Py)的增加均先增加后减小,分别在M_(FeCl_3)/MPy为0.50及mCNT/m_(Py)为0.20时达到最大。在此最佳制备参数下获得的复合材料比电容为290.29 F/g,约为CNT比电容的20倍;对应电极用于电容法脱盐时的比吸附量为87.02 mg/g,约是CNT电极比吸附量的6.2倍。 以PANi为基体材料制备了PPy/PANi复合材料,对其制备参数进行了优化。结果表明:在M_(FeCl_3)/MPy为0.20-3.0,m_(PANi)/m_(Py)为0.10-9.0的条件下,复合材料比表面积随M_(FeCl_3)/MPy的增加先减小后增大,随m_(PANi)/m_(Py)的增加先增大后减小;其比电容随M_(FeCl_3)/MPy和m_(PANi)/m_(Py)的增加均先增大后减小,分别在M_(FeCl_3)/MPy为1.5和m_(PANi)/m_(Py)为1.0时达到最大。在此最佳参数下获得的复合材料比电容为351.56 F/g,是PANi比电容的1.9倍;对应复合电极的比吸附量为148.86 mg/g,约是PANi电极的2.1倍。与PPy/CNT复合材料相比,PPy/PANi复合材料的比电容和比吸附量分别是前者的1.2倍和1.7倍。 分别以Cl-、pTS-和DBS-为掺杂离子,采用电化学法制备了PPy/NG电极,分析了PPy/NG电极用于电容法脱盐时静电吸附作用和电化学控制的离子交换作用对其吸附能力的贡献程度。结果表明:在给定实验条件下,PPy/NG-pTS电极的吸附量最大,其次为PPy/NG-Cl电极,PPy/NG-DBS电极的吸附量最小;PPy/NG-Cl电极、PPy/NG-pTS电极和PPy/NG-DBS电极对应的电化学控制的离子交换量分别占总吸附量的76.6%、83.73%和43.64%,说明前两种电极对应的电化学控制的离子交换作用对脱盐效果的贡献程度大于静电吸附作用,后一种电极对应的静电吸附作用的贡献程度略大。因此,以小离子半径的掺杂离子制备的导电聚合物电极在电容法脱盐过程中更具优势。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈雨萍;磺化聚苯乙烯/聚吡咯复合膜[J];高分子学报;1996年01期
2 康彩艳,蒋勉,张春光,周性尧;掺磷钼杂多酸聚吡咯修饰铂微电极对抗坏血酸的电催化氧化[J];分析科学学报;1997年02期
3 邓建国,贺传兰,龙新平,彭宇行,李蓓,陈兴滋;纳米Fe_3O_4-聚吡咯的相互作用[J];高分子材料科学与工程;2004年04期
4 胡学清,陆云;环糊精包合物存在下聚吡咯微管的合成及表征[J];化学通报;2004年11期
5 任丽,成国祥,朱嫦娥,王立新;锂二次电池聚吡咯基复合正极材料的研究[J];精细化工;2005年02期
6 张公正;四十宫龙德;;聚合物全固态电致变色器件的制备及性能[J];功能材料与器件学报;2006年03期
7 莫尊理;左丹丹;陈红;孙银霞;张平;;纳米石墨薄片/聚吡咯复合材料的制备及导电性能[J];无机化学学报;2007年02期
8 姜荆;;聚吡咯膜电极的静止电位[J];武汉科技大学学报(自然科学版);1991年04期
9 程发良,周小勇,莫金垣,戴晓云;聚吡咯修饰生物传感器的制备及应用[J];食品科学;2000年03期
10 任丽,王立新;APS对PPy/SiO_2纳米导电复合材料的界面改性研究[J];功能材料;2004年01期
11 姜中兴,叶景泉,石闯;聚吡咯有机/无机插层材料的研究[J];武汉大学学报(理学版);2004年04期
12 田斌,胡明,阎实,张之圣;绝缘基底上两步法聚合导电聚吡咯膜的研究[J];高分子材料科学与工程;2005年02期
13 肖迎红,车剑飞,王静,孙晓亮,汪信;杂环导电聚合物聚吡咯对神经修补元件的表面改性[J];高分子材料科学与工程;2005年03期
14 李刚;廖霞;孙兴华;余坚;何嘉松;;超临界二氧化碳流体环境中导电聚吡咯复合材料的制备[J];高等学校化学学报;2006年04期
15 冯宜绥;朱冬梅;王艳;杨超;;金属防腐用片状导电聚吡咯粉的制备与表征[J];现代涂料与涂装;2010年08期
16 耿丽娜;;聚吡咯的制备、表征及气敏性研究[J];河北师范大学学报(自然科学版);2010年06期
17 吴林友;刘尚长;王铁杰;于保强;高扬;;新型的过渡金属聚吡咯配合物的合成与催化作用性能的研究 Ⅲ——二氯η-二聚吡咯合铂配合物[J];辽宁大学学报(自然科学版);1990年02期
18 苏锋,高扬,刘尚长,吴林友,于保强;H_2在二氯η-二聚吡咯合铂配合物上的吸附行为[J];分子催化;1991年01期
19 莫蔚明,李舒婷,康彩艳;掺磷钼杂多酸聚吡咯修饰铂微电极催化氧化测定多巴胺[J];广西科学;1997年03期
20 肖诗铁,徐俊,黄怡,李炼;用不锈钢电极合成高性能聚吡咯导电膜的研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);1998年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋根萍;郭荣;;微乳液中聚吡咯复合纳米粒子的制备[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
2 李珺;刘晓轩;熊兆贤;;聚吡咯在铝电解电容器中应用[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
3 葛晓艳;宋根萍;郭荣;;以MnO_2为反应性模板制备聚吡咯空心管[A];中国化学会第十三届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2011年
4 边丽娜;肖长发;肖双印;金欣;;聚吡咯/超高分子量聚乙烯纤维的制备工艺对其与树脂的界面粘结性能的影响[A];雪莲杯第10届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2010年
5 钟伟;;Ⅱ-Ⅵ族氧化物复合纳米材料的合成与性能调控[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第7分册)[C];2010年
6 翁小乐;吴忠标;;超临界水流动式纳米材料制备技术[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第2分册)[C];2010年
7 刘阳;褚莹;杨丽琨;;以醇辅助的胶束法调整聚吡咯的分子结构[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
8 宋根萍;张之魁;郭荣;;SDBS胶束中制备高导电PANS/Nd_2O_2复合纳米材料[A];中国化学会第十二届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2009年
9 邓忠民;朱晨;洪友士;;SPD纳米材料制备机理及其力学特性[A];力学与西部开发会议论文集[C];2001年
10 葛晓艳;宋根萍;郭荣;;自身模板法合成聚吡咯空心球[A];中国化学会第27届学术年会第13分会场摘要集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报驻加拿大记者 杜华斌;脱盐与降耗可以兼得[N];科技日报;2010年
2 记者 万红;市领导会见国际脱盐协会客人[N];天津日报;2011年
3 徐岩;微生物脱盐电池助海水淡化节能[N];中国化工报;2009年
4 记者 汪敏华;上海纳米研究向多领域扩展[N];解放日报;2002年
5 顾婉莹;水的再利用市场前景看好[N];中国水利报;2010年
6 本报记者 张瑛 通讯员 林桥妹;把“纳米”洒向田间地头[N];韶关日报;2006年
7 尚俊影 于洪博;天津石化炼厂提高原油脱盐深度[N];中国石化报;2001年
8 王鸣刘蓉;仪化减少PTA脱盐水用量[N];中国石化报;2008年
9 本报记者 张玉;中外专家岛城研讨海水淡化[N];青岛日报;2010年
10 本报记者 王秀兰;新需求催热全球脱盐化学品开发[N];中国化工报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张玉洁;聚吡咯复合纳米材料制备及其在电容法脱盐中的应用研究[D];天津大学;2011年
2 杨萍;多功能复合纳米材料的制备及其光分析应用研究[D];中国科学技术大学;2012年
3 莫笑萍;聚吡咯、硫化镉纳米材料的制备与应用研究[D];天津大学;2003年
4 谢玄;多组分微纳米复合核壳结构磁性功能微球的制备与性能研究[D];华东理工大学;2012年
5 王雷;有机—无机复合纳米材料的软溶液过程合成及其性质研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 姚祖福;新型氧化硅、金复合纳米材料的制备、组装及其在生物医学、催化上的应用[D];中南大学;2011年
7 张朝群;聚丙烯腈基复合纳米材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2011年
8 邹学军;TiO_2基纳米材料制备及光催化降解气相甲苯的研究[D];大连理工大学;2011年
9 田昀;聚吡咯纳米线修饰电极的电催化研究—亚硝酸根离子的电催化还原[D];天津大学;2004年
10 张秀玲;聚吡咯纳米线修饰电极的电催化研究—硝酸根离子的电催化还原[D];天津大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹旭;聚吡咯/纳米复合材料的制备、表征及其性能研究[D];江苏科技大学;2010年
2 陈爱华;核壳型铁磁性粒子/聚吡咯复合材料的制备及其性能研究[D];北京化工大学;2003年
3 赵金玲;聚吡咯(聚苯胺)/蒙脱土导电复合材料的制备与性能研究[D];河北工业大学;2002年
4 赵鸿雁;新型固相微萃取探头的制备、研究与应用[D];华中师范大学;2003年
5 任丽;有机/无机纳米导电复合材料的合成与表征[D];河北工业大学;2000年
6 杨凯;聚吡咯-Fe仿过氧化物酶催化活性的研究[D];浙江师范大学;2010年
7 韩明娟;在O/W、W/O型微乳液体系中导电聚吡咯纳米材料的合成及表征[D];东北师范大学;2005年
8 阎实;制备工艺影响多孔基底上沉积PPy导电薄膜性能的研究[D];天津大学;2004年
9 马念章;酶生物传感器的研究及其在糖尿病检测中的应用[D];浙江大学;2005年
10 张蕾;AAO模板法制备聚吡咯纳米线阵列及其敏感特性研究[D];中国科学技术大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978