形貌可控的聚苯胺-鐵氰化鎳納米顆粒復(fù)合膜.pdf

1、有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料因可兼具有機(jī)組分和無機(jī)組分的性能優(yōu)點，已引起了科研工作者的廣泛關(guān)注，其中聚合物/無機(jī)納米粒子復(fù)合材料因具有良好的光電性能、電催化性和相容性等優(yōu)點而得到廣泛的應(yīng)用。化學(xué)修飾電極是當(dāng)前電化學(xué)和電分析化學(xué)十分活躍的研究領(lǐng)域，聚合物和無機(jī)納米粒子復(fù)合材料作為電極材料已經(jīng)廣泛地用于電控離子交換、超級電容器、電致變色、電催化氧化與傳感器等領(lǐng)域。
　　 眾多有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料中，聚苯胺(PANI)與鐵氰化鎳(NiHCF)的復(fù)

2、合材料備受關(guān)注。研究表明，復(fù)合材料的制備條件可對其形貌和電化學(xué)性能產(chǎn)生較大影響，通過調(diào)節(jié)實驗條件可對電活性有機(jī)/無機(jī)復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)及組成進(jìn)行調(diào)控以滿足不同的功能需求。因此，我們對聚苯胺/鐵氰化鎳納米顆粒復(fù)合膜的形貌可控性進(jìn)行了如下研究:
　　 首先，采用循環(huán)伏安一步共聚法在CNTs修飾的Pt基底上制備了PANI/NiHCF納米復(fù)合顆粒。通過電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM)技術(shù)檢測了復(fù)合顆粒制備過程的質(zhì)量改變量，并用掃描電鏡(SEM

3、)、透射電鏡(TEM)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)分析了復(fù)合顆粒的微觀形貌和組成。結(jié)合循環(huán)伏安法和EDS能譜初步考察了復(fù)合膜對Cd2+離子的電控離子分離性能。研究結(jié)果表明:PANI/NiHCF納米復(fù)合顆粒以立方體結(jié)構(gòu)存在并沿CNTs均勻分布，羧基化的CNTs做為基底，不僅可使PANI/NiHCF納米復(fù)合顆粒在中性條件下仍具有氧化還原電活性，而且CNTs三維多孔結(jié)構(gòu)也促進(jìn)了PANI和NiHCF在納米尺度的復(fù)合，有效提高了復(fù)合材料的電化

4、學(xué)容量，同時其獨特的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和表面特性對形成分散性較好的PANI/NiHCF復(fù)合顆粒的立方體構(gòu)型起到了至關(guān)重要的作用。PANI/NiHCF納米復(fù)合材料電極在Cd(NO3)2溶液中對重金屬Cd2+離子有可逆的氧化還原峰，在-0.2或0.85V電位下調(diào)控電極的氧化還原狀態(tài)，可置入和釋放Cd2+離子，表明此復(fù)合顆?？捎糜陔娍仉x子交換技術(shù)(ESIX)實現(xiàn)對重金屬Cd2+離子的有效分離。
　　 其次，通過控制制備液的pH(0～7)，在碳納

5、米管修飾的鉑片上制備了不同形貌結(jié)構(gòu)的聚苯胺/鐵氰化鎳(PANI/NiHCF)納米復(fù)合膜。采用掃描電鏡(SEM)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)分別考察了復(fù)合膜的形貌和組成。通過循環(huán)伏安法(CV)、恒電流充放電(GCPL)和電化學(xué)阻抗(EIS)等考察了復(fù)合膜的電化學(xué)性能。研究結(jié)果表明:制備液pH不同的條件下，復(fù)合膜生長速率和生長模式的差別使其形成了不同的形貌尺寸;紅外吸收光譜的測定亦顯示在不同pH條件下制備得到的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)存在差異;電化學(xué)