_60_Co_射线辐照对聚苯胺_五氧化二钒纳米复合材料结构与性能的影响
两种纳米结构五氧化二钒的合成与表征

两种纳米结构五氧化二钒的合成与表征罗卫;强敏;唐雪萍;王玉珏;雷晶晶;王欣【摘要】分别以五氧化二钒为钒源、双氧水为溶剂和以偏钒酸铵为钒源、稀硫酸为溶剂,通过低温水热法合成了五氧化二钒纳米带和纳米板.并利用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(Fr-IR)和场发射扫描电镜(SEM)对产物进行表征.结果表明,反应产物均为正交的五氧化二钒晶型,纳米带宽度100~300 nm,厚度约100 nm 左右,纳米板形状规则,分布较为均匀,厚度在纳米级别.【期刊名称】《工业安全与环保》【年(卷),期】2013(039)002【总页数】3页(P94-96)【关键词】五氧化二钒;水热法;纳米结构;表征【作者】罗卫;强敏;唐雪萍;王玉珏;雷晶晶;王欣【作者单位】武汉科技大学化学工程与技术学院武汉430081;武汉科技大学化学工程与技术学院武汉430081;武汉科技大学化学工程与技术学院武汉430081;武汉科技大学化学工程与技术学院武汉430081;武汉科技大学化学工程与技术学院武汉430081;武汉科技大学化学工程与技术学院武汉430081【正文语种】中文0 引言纳米粒子具有许多宏观粒子所不具备的新异的物理化学特性。
近年来,纳米材料与纳米科技的发展已广泛地渗透到催化研究领域,促成了以纳米催化剂为代表的“第四代催化剂”的出现及其相关研究的蓬勃发展。
纳米催化剂是以颗粒尺寸为纳米量级的纳米微粒为主体的材料。
与一般催化剂相比,纳米催化剂具有高活性和选择性等诸多优异的性能。
因此,纳米催化剂的研究得到了广泛关注,应用纳米技术来获得高性能的催化剂已成为催化领域的研究热点[1-2]。
我国钒矿资源丰富,居世界第三位且分布广泛。
钒矿主要和其他矿物一起以共生矿和复合矿的形式存在,故种类繁多,可达百种左右[3]。
钒的化合物种类繁多,结构复杂,具有广泛的用途。
以钒氧化物为主要活性成分的钒催化剂由于活性高、价廉、稳定性好,已被广泛用于化工原料合成领域,如硫酸生产、苯酐生产、顺酐生产、选择性催化还原(SCR)氮氧化物及聚合反应等[4]。
60Co辐照对5种葫芦科植物中葫芦素B和E含量的影响

60Co辐照对5种葫芦科植物中葫芦素B和E含量的影响宋磊,徐达,段御,毛羽(西南民族大学药学院,成都610000)摘要 目的:建立同时测定葫芦素B和E含量的测定方法,考察60Co射线辐照灭菌对5种葫芦科植物中葫芦素B和E含量的影响。
方法:采用TC-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为乙腈(A)和0.1%醋酸溶液(B)系统,梯度洗脱,流速为1.0 mL·min-1,检测波长234 nm,柱温30 ℃;分别选择辐照剂量为2、5、10 kGy对葫芦科植物进行辐照,比较辐照前后活性成分含量的变化,并进行配对t检验考察其显著情况。
对甜瓜蒂、南瓜蒂、栝楼、雪胆和木鳖子辐照前后的样品进行葫芦素B和E测定。
结果:葫芦素B和E分别在0.548~8.765 μg和0.407~6.504 μg范围内有良好线性,平均加样回收率分别为99.2%~99.8%和99.3%~99.6%;葫芦素B含量辐照前后无显著性差异(p>0.05),而辐照剂量超过5 kGy时,葫芦素E辐照前后含量变化显著(p<0.05)。
经5、10 kGy辐照后,甜瓜蒂、南瓜蒂、栝楼、雪胆和木鳖子中葫芦素B含量分别降低14.67%、65.08%、35.16%、30.40%和43.52%。
结论:为不影响活性成分含量,采用60Co射线对葫芦科植物进行灭菌时,辐照剂量不宜超过5 kGy。
关键词:葫芦科植物;甜瓜蒂;南瓜蒂;栝楼;雪胆;木鳖子;四环三萜类;葫芦素;60Co;辐照灭菌中图分类号:R 917 文献标识码:A 文章编号:0254-1793(2017)05-0882-07doi:10.16155/j.0254-1793.2017.05.20Influence of 60Co irradiation on the contents ofcucurbitacin B and E in five cucurbitaceous plantsSONG Lei,XU Da,DUAN Yu,MAO Yu(College of Pharmacy,Southwest Minzu University,Chengdu 610000,China)Abstract Objective:To establish an HPLC method for simultaneous determination of cucurbitacin B and E,and to investigate the influence of 60Co-γ ray irradiation on the contents of cucurbitacin B and E in five cucurbitaceous plants. Methods:Separation was performed on a TC-C18 column (250 mm×4.6 mm,5 μm). The mobile phase consisted of acetonitrile(A)and 0.1% acetic acid (B)with a gradient elution at the flow rate of 1.0 mL·min-1. The detection wavelength was 234 nm and column temperature was 30 ℃. The Cucurbitaceae plants were irradiated at the dose of 2,5 and 10 kGy,respectively. Then contents of the active ingredients before and after irradiation were compared by t-test. Cucurbitacin B and E in Pedicellus melo,Cucurbita moschata,Trichosanthes kirilowii,Hemsleya amabilis and Momordica cochinchinensis before and after irradiation were determined. Results:The linear range of cucurbitacin B and cucurbitacin E were 0.548-8.765 μg and 0.407-6.504 μg,and the average recoveries were 第一作者 Tel:(028)85522298;E-mail:332472606@99.2-99.8% and 99.3-99.6%. There was no significant difference (p <0.05)between contents of cucurbitacinE in samples before and after irradiation. But significant difference was found between contents of cucurbitacin B in samples irradiated at dose exceeding 5 kGy. The contents of Cucurbitacin B in Pedicellus melo ,Cucurbita moschata ,Trichosanthes kirilowii ,Hemsleya amabilis and Momordica cochinchinensis were decreased by 14.67%,65.08%,35.16%,30.40% and 43.52% respectively after irradiation at dose of 5 kGy and 10 kGy. Conclusion :To avoid the variation of the active ingredients ,cucurbitaceous plants shouldn ′t be irradiated at dose exceeding 5 kGy.Keywords :cucurbitaceous plants ;Pedicellus melo ;Cucurbita moschata ;Trichosanthes kirilowii ;Hemsleyaamabilis ;Momordica cochinchinensis ;tetracyclic triterpenoids ;cucurbitacin ;60Co-γ ray ;irradiation sterilization 并确定最佳有效辐照强度条件,为葫芦科植物实际生产灭菌提供参考依据。
微波辐照对HDPE在Al_HDPE_Al界面层结晶结构影响的研究_何其佳

第19卷第1期高分子材料科学与工程Vol.19,No.1 2003年1月POLYMER MAT ERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Jan.2003微波辐照对HDPE在Al/HDPE/Al界面层结晶结构影响的研究何其佳,包建军,张爱民(高分子材料工程国家重点实验室,四川大学高分子研究所,四川成都610065)摘要:采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(A T R-F T IR)和薄膜X射线衍射(T F-XRD)方法,研究了微波辐照对聚乙烯(HD PE)在A l/HDPE/Al界面层结晶结构的影响。
结果表明,微波辐照可实现HD PE界面层晶区部分的正交晶形向六方晶形转变,增大正交晶形晶粒尺寸和无序程度。
随界面层深度增加,微波对HDP E晶形结构的影响逐渐减弱。
关键词:高密度聚乙烯;微波辐照;铝;表面层;结晶中图分类号:T Q325.1+2 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2003)01-0100-04 聚乙烯(PE)是一种典型的半结晶高聚物。
20世纪70年代初,Bassett等[1]在用高压DT A 研究PE在高压下的结晶行为时,发现在压力大于300MPa时,PE先形成六方晶相,然后六方晶相再转化为正交晶相。
他们利用XRD、DTA和Raman光谱研究了六方晶相结构,同时指出,六方相中c轴方向不具备电子密度周期性,类似于液晶结构,其比容、比熵均介于正交晶相和熔体之间。
Ungar等[2]发现当 射线辐照剂量超过一个临界值时,PE在常压下也可出现正交相向六方相转变的现象。
T subakjgara 等[3]报道在应变状态下,由溶液制作的PE纤维,或在变形受限制的情况下,加热高度取向制得PE纤维,也能形成六方相。
由于PE分子结构的对称性,其介电常数在2.25~2.35的范围之内,因而PE对微波辐照(2.45GHz)几乎是“透明”。
徐僖等[4,5]研究了炭黑、钛酸铅锆和碳酸钙等不同填料对PE的增韧机理。
纳米二氧化钒 纯氧化钒 vo2 反射红外线相变材料

纳米二氧化钒纯氧化钒 vo2 反射红外线相变材料纳米二氧化钒: 开启物质科学新时代导言在当代材料科学领域中,纳米材料因其独特的性质和广泛的应用前景而备受关注。
纳米二氧化钒(nano V2O5)作为一种异质结构的纳米材料,具有很高的光学和电学性能,被广泛研究和应用于反射红外线相变材料中,尤其是纯氧化钒(VO2)的制备方面。
本文将通过深度和广度的分析,探讨纳米二氧化钒在红外线相变材料方面的应用与前景,并分享个人观点和理解。
一、纳米二氧化钒的制备和结构1.1 纳米材料的制备方法制备纳米二氧化钒的方法有很多种,常见的包括溶剂热法、氧气气相法、溶液法等。
其中,溶剂热法可以获得高纯度和良好结晶度的纳米产品,但要注意控制温度和反应时间,以避免晶粒增长或团聚。
1.2 纳米二氧化钒的结构特点纳米二氧化钒具有较大的比表面积和较小的晶粒尺寸,这使其在光学和电学性能方面表现出独特的性质。
与传统的二氧化钒相比,纳米二氧化钒具有更高的吸收率和反射率,以及更好的稳定性和可控性。
二、纳米二氧化钒在反射红外线相变材料中的应用2.1 红外线相变材料的基本原理在红外线应用领域中,相变材料的研究具有重要意义。
它们可以通过改变晶体结构中的电子状态,实现红外线的吸收和反射调控。
纳米二氧化钒正是一种理想的红外线相变材料,因其在低温下是绝缘体,在高温下是金属导体。
这种相变性能使得纳米二氧化钒在红外线光学器件和智能调控等领域具有巨大的应用潜力。
2.2 纳米二氧化钒的应用研究近年来,研究者们对纳米二氧化钒的应用进行了广泛而深入的研究。
他们利用纳米二氧化钒的相变特性和红外线调控能力,开发了红外线传感器、非接触式温度测量装置和智能窗户等应用。
其中,智能窗户能够根据外界温度和光照条件,自动调节窗口的透明度和反射率,有效地改善室内的热舒适性和能源利用效率。
三、纳米二氧化钒的前景与挑战3.1 前景展望纳米二氧化钒作为反射红外线相变材料的一种理想选择,其在红外线调控和传感领域具有广阔的前景。
含Co配合物的ZnO纳米棒复合材料光电化学性质

含Co配合物的ZnO纳米棒复合材料光电化学性质齐悦;杨洁【摘要】在氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)玻璃上制备ZnO纳米棒,并采用一种简单的自组装方法在含有ZnO纳米棒的ITO玻璃上制备Co(2.6-NDC)(4,4'-Bipy)0.5配合物.实验表明,含Co配合物并没有和ZnO纳米棒发生反应,而是比较均匀地沉积在ZnO纳米棒上.在光电化学实验中,做了仅有ZnO和含Co配合物的ZnO纳米棒的线性伏安法测试对比实验,证明含Co配合物起到了良好的催化能力.说明这种简单的自组装方法制备的金属氧化物半导体和MOFs组成的复合材料在光电化学中具有潜在的应用价值.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2018(037)010【总页数】3页(P21-23)【关键词】金属有机框架;纳米棒;光电化学;复合材料;线性伏安法【作者】齐悦;杨洁【作者单位】四川大学基础化学实验教学中心,成都610064;四川大学化学学院,成都610064【正文语种】中文【中图分类】O611.6;TB340 引言金属有机框架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)和相关材料最近引起了相当大的关注,由于它们具有卓越的性质,如气体储存和分离,催化[1-3],而研究者们把它们用在电化学器件(例如敏感器)上却是初级阶段,可能是由于制备具有良好结构的半导体MOFs复合材料是一个巨大的挑战[4-5]。
相比纯的MOFs,这种具有良好结构的半导体MOFs复合材料展现出巨大的优点[6-7]。
例如,植入相关的MOF复合材料(如含有Au,Co等)到半导体材料(如ZnO和GaN)纳米粒子中,已经被证明在异相催化展现出良好的催化能力,当然在荧光性质和吸附性质也有相当大的挑战[8-9]。
例如,许多金属氧化物(如ZnO)是非常重要的具有半导体性质的功能材料,特别是在光电化学中的应用[10-11]。
本文提出一个简单的自组装方法制备金属氧化物半导体和MOF的复合材料,并且期望这种带有半导体结构的MOFs复合材料料在光电化学(Photoelectrochemistry,PEC)上具有潜在的应用价值。
五氧化二钒纳米材料的制备及其性能综述

五氧化二钒纳米材料的制备及其性能综述作者:梁芃来源:《中国科技纵横》2015年第12期【摘要】五氧化二钒独特的物理和化学性能,广泛应用于传感器、致动器、锂离子电池、场效应管以及电致变色等领域。
氧化钒纳米材料的性能与其微观结构有密切关系,本文综合了近年来有关五氧化二钒的制备技术及相关性能研究,从实验方案,相关性能,结构形貌的表征等方面进行系统的阐述。
【关键词】五氧化二钒纳米材料金属氧化物1 引言过渡金属氧化物V2O5为层状结构,且存在V+2、V+3、V+4和V+5等价态,使得V2O5广泛应用于催化、电致变色、电化学等领域,而纳米结构的V205更可用于场效应晶体管、传感器自旋电子器件和纳米光刻模板等。
V2O5具有层状结构层内强的O-V-O-V键结合,毎个V 原子与五个O原子形成5个V-O键,V原子处于畸变的[V05]四方锥的中间,O原子位于顶点处,[VO5]四方锥以共顶点和共边的方式相互连接,形成平面结构。
其特殊的晶体和电子结构,赋予了不同的应用。
(1)电学性能及其应用;扶手椅型之字型结构的V2O5纳米管最大能隙分别为2.67eV/2.95eV,且管径缩小,能隙降低,趋于消失,对材料进行表面涂覆贵金属、氧化物纳米粒子或者半导体量子点等处理,还可提高其灵敏度和稳定性。
V2O5的层状结构,非常适合于Li+的嵌入和脱出,Wu等利用碳球模板制备了Rattle-type构型的V2O5纳米结构,在锂离子电池方面展现出良好的性能。
Dimitra Vernardou采用电化学沉积的方法,在氧化铝表面进行氧化钒电镀,测试了不同种基底材料包括FTO和Ag/AgCl等离子复合,进行了循环次数和电能储量等测试,研究发现钒系材料在多次循环后CV曲线几乎保持不变,同时在持久性也有良好的表现。
如图(1-3)所示。
图1 图2图 3(2)光学及其应用;对V2O5纳米管进行电致变色、光学吸收、红外和剩曼光谱、光限幅特性等方面的研究,发现其在2.5eV以下有一个宽吸收带,其中心位于1.25eV处,还包含了三个单独的特征吸收峰,分别为0.87、1.25和1.76 eV,光谱吸收阈值为0.55 eV,这是V2O5纳米管的光学带隙随着层间距的增加,光学带隙发生红移,利用V2O5纳米线作为刻他模板制备的AuPd纳米金属线,电阻在lOIdl量级,I-V呈现线性关系,而且能制备纳来空隙,得到与金属纳来线相同的横截面。
五氧化二钒纳米材料的制备及其性能综述[权威资料]
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五氧化二钒纳米材料的制备及其性能综述【摘要】五氧化二钒独特的物理和化学性能,广泛应用于传感器、致动器、锂离子电池、场效应管以及电致变色等领域。
氧化钒纳米材料的性能与其微观结构有密切关系,本文综合了近年来有关五氧化二钒的制备技术及相关性能研究,从实验方案,相关性能,结构形貌的表征等方面进行系统的阐述。
【关键词】五氧化二钒纳米材料金属氧化物1 引言过渡金属氧化物V2O5为层状结构,且存在V+2、V+3、V+4和V+5等价态,使得V2O5广泛应用于催化、电致变色、电化学等领域,而纳米结构的V205更可用于场效应晶体管、传感器自旋电子器件和纳米光刻模板等。
V2O5具有层状结构层内强的O-V-O-V键结合,�案�V原子与五个O原子形成5个V-O键,V原子处于畸变的[V05]四方锥的中间,O原子位于顶点处,[VO5]四方锥以共顶点和共边的方式相互连接,形成平面结构。
其特殊的晶体和电子结构,赋予了不同的应用。
(1)电学性能及其应用;扶手椅型之字型结构的V2O5纳米管最大能隙分别为2.67eV/2.95eV,且管径缩小,能隙降低,趋于消失,对材料进行表面涂覆贵金属、氧化物纳米粒子或者半导体量子点等处理,还可提高其灵敏度和稳定性。
V2O5的层状结构,非常适合于Li+的嵌入和脱出,Wu等利用碳球模板制备了Rattle-type构型的V2O5纳米结构,在锂离子电池方面展现出良好的性能。
Dimitra Vernardou采用电化学沉积的方法,在氧化铝表面进行氧化钒电镀,测试了不同种基底材料包括FTO和Ag/AgCl等离子复合,进行了循环次数和电能储量等测试,研究发现钒系材料在多次循环后CV曲线几乎保持不变,同时在持久性也有良好的表现。
如图(1-3)所示。
图1 图2图 3(2)光学及其应用;对V2O5纳米管进行电致变色、光学吸收、红外和剩曼光谱、光限幅特性等方面的研究,发现其在2.5eV以下有一个宽吸收带,其中心位于1.25eV处,还包含了三个单独的特征吸收峰,分别为0.87、1.25和1.76 eV,光谱吸收阈值为0.55 eV,这是V2O5纳米管的光学带隙随着层间距的增加,光学带隙发生红移,利用V2O5纳米线作为刻他模板制备的AuPd纳米金属线,电阻在lOIdl量级,I-V呈现线性关系,而且能制备纳来空隙,得到与金属纳来线相同的横截面。
聚苯胺_五氧化二钒插入型杂化纳米复合材料的合成与表征

第20卷第3期高分子材料科学与工程Vo l.20,N o.3 2004年5月POLYM ER M AT ERIALS SCIENCE AND ENGINEERING M ay2004聚苯胺/五氧化二钒插入型杂化纳米复合材料的合成与表征王庚超,苏 静,张敏璐,范晓青(华东理工大学材料科学研究所,上海200237)摘要:用原位氧化聚合法将聚苯胺分子链插入层状五氧化二钒的片层中,从而制得了一系列聚苯胺/五氧化二钒(P A n/V2O5)杂化纳米复合材料。
采用W AX D、F T-IR、T G A及四探针电导率测量等手段对产物进行表征,结果表明,聚苯胺分子以单层形式在受限的纳米空间(五氧化二钒的片层中)生成,聚苯胺以伸展的单分子链存在,自由电子得到充分离域,P An/V2O5杂化材料室温电导率在10-3S/cm~10-2 S/cm之间。
关键词:聚苯胺/五氧化二钒;插层聚合;杂化纳米复合材料中图分类号:T B383 文献标识码:A 文章编号:1000-7555(2004)03-0053-04 在众多共轭导电高分子中,聚苯胺以原料易得、优异的电化学性能、良好的环境稳定性等优点,在诸如电磁屏蔽、电致变色、电极材料、防腐蚀等诸多方面有着广阔的应用前景,目前成为国内外的研发热点[1~3]。
但聚苯胺存在着不熔和难溶的缺点,难以在实际加工中得到应用。
插层聚合为改善导电聚苯胺的性能提供了新思路。
插层聚合是指将单体插入层状无机物的片层之间,从而得到有机/无机杂化材料。
许多无机化合物如硅酸盐类、磷酸盐类、金属氧化物、氧氯化物等具有典型的层状结构,而且其层间距通常处于纳米尺寸,理论上可以实现无机相和有机相在纳米水平上复合。
近来关于导电聚合物/无机物插入型杂化纳米复合材料的研究受到越来越多的科学工作者的关注。
一些已经成功插入到无机层状物质的层间,如polyaniline/M oO3[4],poly aniline/V2O5[5], po lyaniline/HUO2PO[6]4,polyaniline/FeOCl[7], po lypyrro l/mo rdenites等[8]。
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第23卷 第5期 辐 射 研 究 与 辐 射 工 艺 学 报 V ol.23, No.52005年10月 J. Radiat. Res. Radiat. Process. October 2005——————————————上海市纳米技术专项基金(0352nm052),国家自然科学基金重点项目(20236020)及上海市基础研究重大项目(04DZ14002)资助第一作者:王庚超,男,1965年10月出生,1989年毕业于华东理工大学高分子材料专业,主要从事导电高分子及其纳米复合材料的研究收稿日期:初稿 2004-12-08,修回 2005-05-2560Co γ射线辐照对聚苯胺/五氧化二钒纳米复合材料结构与性能的影响王庚超 王 琳 李星玮 李春忠(华东理工大学材料科学与工程学院超细材料制备与应用教育部重点实验室 上海 200237)摘要 采用原位氧化聚合法将聚苯胺插入层状V 2O 5的片层中,制得了聚苯胺/五氧化二钒(PAn/V 2O 5)纳米复合材料,并借助热失重分析(Thermogravimetric analysis,TGA )、傅立叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectra, FTIR )、X 射线衍射(X-ray diffraction,XRD )、电导率及循环伏安测试等手段研究了60Co γ射线辐照对纳米复合材料结构与性能的影响。
结果表明, 60Co γ射线辐照可使V 2O 5片层间的低分子量的苯胺齐聚物转化为大分子量的聚苯胺,从而提高了纳米复合材料热稳定性;同时电化学性能也得到明显改善。
且辐照对纳米复合材料的层状结构几乎没有影响。
关键词 聚苯胺,五氧化二钒干凝胶,纳米复合材料,60Co γ射线辐照 中图分类号 O625.63,O614.51V 2O 5属过渡金属氧化物,可用作锂离子电池的正极材料,其比能量的理论值甚高[1],引起人们的重视。
但此类正极材料还存在着一些问题,一是功率密度偏低,这是由过渡金属氧化物的电导率低造成的[2];二是伴随着充放电过程的尺寸变化,导致锂离子电池的循环寿命较差[3]。
采用层状V 2O 5与导电聚合物诸如聚苯胺[4-6]、聚吡咯[7]、聚噻吩[8]及聚氧化乙烯[9]等进行插层聚合,制得的纳米复合材料电子、离子传导率[10],可获大幅度改善。
该纳米复合材料的高空隙率为锂离子的嵌入和脱出提供了足够的空间,从而提高了其比容量[11,12]。
同时导电聚合物位于V 2O 5层间,对V 2O 5的骨架结构有稳定作用,因而提高了充放电循环稳定性。
因此,导电聚合物/V 2O 5纳米复合材料极有希望成为大容量锂离子电池的理想正极材料。
本工作报道了60Co γ射线辐照对PAn/V 2O 5纳米复合材料的结构和性能的影响,研究发现γ射线辐照技术可以改善纳米复合材料的热稳定性和电化学性能。
1 材料和方法 1.1原料苯胺:分析纯,中国医药(集团)上海化学试剂公司,使用前经减压蒸馏。
V 2O 5晶体:分析纯,上海华东试剂工业供销公司。
30%过氧化氢(H 2O 2):分析纯,上海桃浦化工厂。
丙酮:分析纯,上海菲达工贸有限公司和桥分公司。
1.2样品的制备1.2.1 V 2O 5.nH 2O 干凝胶的制备 将5g 晶体粉末加入120 mL 稀释的H 2O 2水溶液中,在室温下持续搅拌48h ,得到深红色粘稠状V 2O 5溶胶。
将其置于玻璃模板上,在空气中自然干燥,再经120℃热处理,得到V 2O 5.nH 2O 干凝胶(n =1.21)。
1.2.2 PAn/V 2O 5纳米复合材料的制备 将2.74g 苯胺与适量的去离子水混合均匀后,滴加到分散有2g V 2O 5.nH 2O 干凝胶的水介质中,边滴加边搅拌,在0℃冰水浴中反应24h ,产物经抽滤分离、丙酮淋洗至滤液不变色,真空干燥,得到PAn/V 2O 5纳米复合材料。
1.3样品辐照称取一定量的样品放入密闭的玻璃管中,在空气氛中,用60Co γ射线辐照,剂量率为1.25 Gy /s ,辐照剂量为100k Gy 。
辐照样品真空保存,记作γ-PAn /V 2O 5。
第5期 王庚超等:60Co γ射线辐照对聚苯胺/五氧化二钒纳米复合材料结构与性能的影响 2671.4测试热失重分析(TGA )采用TGA 2050热重分析仪,在空气氛中升温,速率为5℃/min ,温度范围为室温~600℃。
红外光谱采用Nicolet Magna-IR550傅立叶转变红外光谱仪测得,试样为KBr 压片。
X 射线衍射分析采用Rigaku D /Max RB X 射线衍射仪,Cu(K α)射线,扫描范围3o —50o 。
用SZT85型四探针仪测定样品电导率。
1.5循环伏安实验采用三电极体系,以铂电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,工作电极为涂有纳米复合材料样品的铂片,电解液为1mol/L 六氟磷锂(LiPF 6)有机酯混合溶液(DMC/EMC/DC=1/1/1)。
用ZF-9恒电位/恒电流仪和ZF-4电位扫描信号发生器配套进行测试,扫描电压范围为-1.5—1.0 V ,扫描速率为5 mV/s 。
2 结果与讨论 2.1辐照对PAn/V 2O 5纳米复合材料形态结构的影响图1显示了V 2O 5干凝胶及辐照前后PAn /V 2O 5纳米复合材料的热失重曲线。
可以看出,V 2O 5干凝胶包含两个阶段的重量损失。
120℃以下的重量损失为8%,这部分的重量损失由弱结合水贡献;150—300℃的重量损失为2.5%左右,归属于强结合水的损失。
比较辐照前后PAn /V 2O 5纳米复合材料的热 失重曲线,230℃以下,两者的热失重情况非常接近,此当对应于层间结合水的损失;230℃以上,两热失重曲线发生了明显偏移,PAn /V 2O 5的最大失重点对应温度,辐照前为460℃,辐照后为505℃。
这部分的重量损失,由聚苯胺的降解造成。
这表明,辐Fig.1 Thermogravimetric curves of V 2O 5 xerogel, PAn /V 2O 5,γ-PAn /V 2O 5, and PAn照处理提高了PAn /V 2O 5纳米复合材料的热稳定性。
这可以解释为,在60Co γ射线辐射下,V 2O 5层间的大量的苯胺齐聚物被电离生成自由基,并导致了齐聚物链自由基发生偶合反应,形成大分子量的聚苯胺。
其偶合反应机理见图2。
Fig.2 Mechanism of coupling reaction of polyaniline chains under γ-ray irradiation由图1还可以看出,高温下PAn /V 2O 5和γ-PAn /V 2O 5均出现增重现象,这是由于V 2O 5骨架中的部分V 5+在插层聚合反应中将苯胺单体氧化而自身被还原成的V 4+,V 4+在高温下与氧重新结合并被氧化为V 5+,从而出现增重现象[13]。
相对于未处理的样品,辐照后的PAn /V 2O 5高温增重呈减缓的趋势。
这可能由于在60Co γ射线辐照下,复合材料内部电离产生的氧化性物质将部分V 4+氧化为V 5+。
HH +N N N268 辐射研究与辐射工艺学报第23卷图3为V2O5干凝胶及辐照前后PAn/V2O5纳米复合材料的红外光谱图。
从图3(b)和图3(c)可以看出,在1569cm-1、1478cm-1、1309cm-1三处的吸收峰显示了聚苯胺的红外吸收特征,分别对应于醌式结构的C=C伸缩振动、苯式结构的C=C和C-N 伸缩振动,表明经60Co γ射线辐照后,PAn/V2O5纳米复合材料中的聚苯胺仍以Emeraldine salt形式存在[10]。
在1010cm-1,750cm-1,510cm-1附近的吸收峰呈现了V2O5的骨架特征,分别对应于V=O 伸缩振动,V-O-V反对称νasy和对称νsy伸缩振动[14],表明复合材料中V2O5仍以二维有序层状结构存在。
还可以看出,经60Co γ射线辐照后的PAn/V2O5纳米复合材料中的聚苯胺的醌式结构和苯式结构的C=C伸缩振动吸收峰向低波数有不同程度的移动,且吸收峰变宽变弱。
这意味着经过60Co γ射线辐照后,纳米复合材料中的聚苯胺大分子的共轭程度增大。
同时,样品经60Co γ射线辐照后,V-O-V特征峰的强度有所增强,表明有新的V-O-V生成,意味着部分V4+转化为V5+,这与热失重分析的结果相吻合。
Fig.3 FTIR spectra of (a) V2O5 xerogel , (b) PAn/V2O5,and (c) γ-PAn/V2O5X射线衍射是表征有机/无机层状纳米复合材料的一种重要手段。
从图4(a)看出,在2θ为6°—8°处有一个强的衍射吸收峰,对应于V2O5干凝胶的001衍射峰,表明V2O5干凝胶是一种准晶态层状结构。
根据Bragg方程,可以算得V2O5的层间距。
未辐照PAn/V2O5的层间距为1.39nm,比V2O5干凝胶的层间距 (1.18nm) 扩大0.21nm,显然0.21nm 的层间扩展是移去一层水分子(约0.28nm)并插入一层聚苯胺单分子链的结果,同时表明所得到的产物是一种纳米级PAn/V2O5复合材料。
经过60Co γ射线辐照后层间距为1.35nm,V2O5层间距发生微弱减小,这可能是辐照使得V2O5层间不规整的苯胺齐聚物转化为规整有序的聚苯胺高聚物,因而层间距略有回缩。
根据Scherrer公式,可以算出辐照前后PAn/V2O5的平均微晶尺寸D(见表1)。
可见,辐照前后PAn/V2O5的平均微晶尺寸D几乎未发生改变。
这表明60Co γ射线辐照对纳米复合材料中V2O5准晶态层状结构几乎没有影响。
Fig.4X-ray diffraction patterns of (a) V2O5 xerogel , (b)PAn/V2O5, and (c) γ-PAn/V2O5Table 1 Interlayer spacing and crystalline size of V2O5 xerogel and PAn/V2O5 nanocompositeSample 2θ/°d-spacing/nm Crystalline size/nm V2O5 xerogel 7.5 1.18 7.39PAn/V2O5 6.3 1.39 6.45γ-PAn/V2O5 6.5 1.35 6.462.2辐照对PAn/V2O5杂化材料电性能和电化学性能的影响图5为辐照前后PAn/V2O5纳米复合材料的循环伏安曲线。
可见,经60Co γ射线辐照的PAn/V2O5的循环伏安峰值电流较未辐照的PAn/V2O5循环伏安峰值电流高。