聚苯胺的制备及用途

2026/1/19 9:51:59 作者:火华

简介

聚苯胺(PANI)是一种具有扩展π共轭电子体系的导电聚合物,其在可见光范围内的高吸收系数和载流子的高迁移率,显示出巨大的前景。但由于其刚性结构,导致材料加工性能较差,限制了其利用价值。为了改善聚苯胺材料的缺陷,用其修饰无机纳米粒子能使其性能更优越,从而提升聚苯胺的利用率,使其在抗菌、催化剂、传感器、电池等技术领域发挥重大的作用[1]。

 聚苯胺的性状

聚苯胺的性状

制备

分别取50 mL 2 mol·L⁻¹ HCl溶液和4.6 mL苯胺于三口烧瓶中,冰浴下搅拌10 min,温度降至5 ℃以下后,用滴液漏斗滴加25 mL 2 mol·L⁻¹过硫酸铵(APS)溶液,3~5 s一滴,始终保持冰浴温度低于5 ℃,滴加完毕后继续搅拌1 h,用去离子水洗涤数次,抽滤,并在60 ℃下真空干燥,所得墨绿色粉末即为聚苯胺[1]。

用途

聚苯胺(PANI)经溶剂热负载Cu后,在黑暗60 min内即可降解91%甲基橙,光照下提升至94%,循环4次活性仍>80%,可用作全天候高效光催化降解有机染料。例如:Cu光催化剂并用于有机染料的降解,PANI@Cu光催化剂在黑暗下60 min对MO溶液(30 ml,20 mg·L−1)的降解率为91.24%,在光照下的降解率约为94.25% 在黑暗或光照射下都表现出对有机染料优异的降解性能,重复使用4次后,光催化活性仍在 80.00%以上,表现出优异的稳定性,为一种潜在的全天候光催化材料。

此外,Cu作为一种表面等离子共振光催化剂,其在紫外、可见及红外区域都具有光催化活性,这是大部分无机半导体光催化剂不具有的特性。这类光催化剂受到光照激发形成导电的电子集体震荡,一部分光量子储存在表面等离子基元中,以光的形式重新发射,另一部分光量子在表面等离子基元中通过阻 尼衰减为电子-空穴对。这些电子-空穴对如果能有效的传输到反应物表面,就可以驱动光催化反应。聚苯胺的修饰增强了可见-近红外吸收,提高了光的吸收效率。XPS证实了Cu:N键的形成,光照下激发PANI@Cu产生电子-空穴对,Cu:N作为电荷转移的定向通道,实现了e⁻的高速转移,抑制电子和空穴的复合,进一步提高了光催化活性[1]。

参考文献

[1] 胡亚微,房彤,张燕,等. 聚苯胺修饰零价铜粒子及其光催化性能研究 [J]. 稀有金属, 2025, 49 (11): 1709-1717. DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.XY24010038.

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