二氧化钛-磷酸氧钒纳米复合材料自支撑聚合剂在苯胺、吲哚、吡咯及咔唑聚合中的应用研究

本文创新性地采用α-磷酸氧钒(VOPO4·2.5H2O)/二氧化钛(TiO2)纳米复合材料作为自支撑氧化催化剂，实现了苯胺、吲哚、吡咯和咔唑单体的原位聚合。该体系通过V5+/V4+氧化还原对的自掺杂机制，结合TiO2的协同增强作用，成功制备出具有半导体特性的导电聚合物（PAni/PIn/PPy/PCz），为新型功能材料开发提供了新思路。

　　

Highlight

材料表征

本研究采用多种分析技术进行材料表征：使用西门子D-500型X射线粉末衍射仪（配备Philips PW1710的Ni滤波Cu Kα辐射源，λ=1.54056 ?）；JEOL生产的JSM 5610 LV扫描电子显微镜(SEM)；FTIR-6100和岛津傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)，检测范围200-4000 cm^-1；元素分析仪测定碳、氢、氮含量。

结果与讨论

α-磷酸氧钒(α-VOPO₄·2.5H₂O)通过化学分析、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外(FTIR)、热重分析(TG)、差热分析(DTA)、微分热重分析(DTG)及扫描电镜(SEM)进行表征。图2a显示VOP的XRD图谱，d₀₀₁间距为6.86 ?。图2b的FT-IR谱中，3600 cm^-1处的尖锐谱带表明化合物结晶度高，3400-2900 cm^-1的宽谱带则对应结晶水振动。

结论

纳米α-磷酸氧钒(α-VOPO₄·2.5H₂O)与纳米TiO₂成功制备并表征。[TiO₂]_0.25[VOP]_0.75纳米复合材料作为新型自支撑氧化剂，通过α-V⁵⁺OPO₄部分还原为V⁴⁺OPO₄实现自掺杂机制，在TiO₂协同作用下，成功引发苯胺、吲哚、吡咯和咔唑单体的原位聚合，制备出具有半导体特性的导电聚合物纳米复合材料。