项目名称: 聚苯胺/磷酸盐杂化电活性离子交换功能膜的结构调控与界面电荷传递

项目编号: No.21276173

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 化学工业

项目作者: 郝晓刚

作者单位: 太原理工大学

项目金额: 77万元

中文摘要: 本项目以导电聚苯胺和固体酸磷酸盐杂化体系为研究对象,借助固体酸中所含质子在有机/无机杂化体系内部传递形成满足聚苯胺导电的酸性微环境,通过调节杂化膜的氧化还原状态驱动并控制溶液和杂化电活性材料之间的离子交换,使这一类新型杂化材料在非酸性介质中具备电控离子交换功能。根据目标离子的特性来设计杂化膜离子交换功能基元的结构属性和适宜的电化学合成路线,实现分子或晶格尺度上有机和无机电活性离子交换功能材料的杂化,在亚微米尺度上形成稳定的三维多孔有序网络状结构。合成过程中通过在层状磷酸盐层板间插入苯胺并控制聚合速率对层间距进行调控,分析揭示杂化膜中元素组成、结构特征与离子交换性能之间的关系,从而实现杂化膜结构和功能的多样性及可控性。重点研究纳米-亚微米尺度下三维结构杂化膜的界面电荷传递机理、杂化原理、杂化界面的结构特征和结构稳定性,为新型杂化电活性离子交换功能膜的结构和性能设计提供理论依据和参考。

中文关键词: 杂化膜;电活性材料;离子交换;结构调控;电荷传递

英文摘要: The objective of the present research is to synthesize, characterize and investigate efficiencies of novel hybrid nano-composite electroactive materials for the application of electrochemically switched ion exchange in aqueous solution. In this proposal, the hybrid ployaniline/metal phosphate (PANI/MP) nanocomposite film, will be fabricated via a novel electrodeposition method to embed organic polymer PANI into the matrices of the inorganic precipitate of MP. By the aid of the transfer of proton (contained in solid acid MP) inside the organic/inorganic hybrid system, an acidic micro-environment could be provided for the nitrogen atom in PANI chains, maintaining its electroactivity in neutral aqueous solution. By regulating the redox states of the hybrid film, ion-exchange between the solution and hybrid electroactive material could be driven and controlled. Therefore, this novel class of hybrid material should have excellent function of electrochemically switched ion exchange in the neutral media. Structural attributes of the ion-exchange functional unit in the hybrid material will be designed and suitable electrochemical synthesis route will be optimized based on the traits of the target ion. It is expected that the hybridization of organic and inorganic electroactive ion-exchange functional material is perform

英文关键词: hybrid film;electroactive material;ion exchange;structural tuning;charge transfer

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