Effect of TiO2 on the Gas Sensing Features of TiO2/PANi Nanocomposites

A nanocomposite of titanium dioxide (TiO2) and polyaniline (PANi) was synthesized by in-situ chemical polymerization using aniline (ANi) monomer and TiCl4 as precursors. SEM pictures show that the nanocomposite was created in the form of long PANi chains decorated with TiO2 nanoparticles. FTIR, Raman and UV-Vis spectra reveal that the PANi component undergoes an electronic structure modification as a result of the TiO2 and PANi interaction. The electrical resistor of the nanocomposite is highly sensitive to oxygen and NH3 gas, accounting for the physical adsorption of these gases. A nanocomposite with around 55% TiO2 shows an oxygen sensitivity of 600–700%, 20–25 times higher than that of neat PANi. The n-p contacts between TiO2 nanoparticles and PANi matrix give rise to variety of shallow donors and acceptor levels in the PANi band gap which enhance the physical adsorption of gas molecules

Atomic level understanding of site-specific interactions in Polyaniline/TiO2 composite

The results of spin-polarized density functional theory calculations find that band gap engineering can be achieved by site-specific interactions in a composite consisting of polyaniline and TiO2 nanoparticles. Interactions in the composite matrix are found to be mediated by Ti atoms inducing dependency of location of the conduction band minimum on the polyaniline site which is being probed by TiO2. This dependency is due to subtle changes in the nature of valance or conduction states near Fermi level introduced by the interacting matrix sites. The results therefore suggest that optimization of the synthesis parameters at atomic level can be an effective way to improve performance of a photovoltaic device based on PAni- TiO2 composite

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT COMPOZIT TiO2 – PANi TRÊN NỀN Ti TỔNG HỢP BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUÉT THẾ TUẦN HOÀN

Vật liệu compozit TiO2 – polyanilin (PANi) được tổng hợp bằng phương pháp quét thế tuần hoàn (điều kiện tổng hợp: khoảng quét thế -0,41,1V, tốc độ quét 20 mV/s, số chu kỳ quét được thay đổi từ 50 đến 150) từ dung dịch H2SO4 0,1M + Anilin (Ani) 0,1M + TiO2 (tỉ lệ khối lượng TiO2 : ANi = 1 : 12) trên thiết bị đo điện hóa IM6 (Đức). Tính chất của vật liệu được phân tích bằng hồng ngoại, ảnh SEM và ảnh TEM. Tính chất điện hóa của vật liệu được đánh giá bằng phương pháp quét thế tuần hoàn (tốc độ quét 20 mV/s, khoảng thế -0,41,4V so với điện cực so sánh Ag/AgCl/KCl bão hòa) và phân cực vòng trong môi trường axit H2SO4 (0,5M). Kết quả cho thấy PANi đã được lai ghép với TiO2 tạo thành compozit có cấu trúc nano và có hoạt tính điện hóa ổn định. Bằng phương pháp phân cực vòng cho thấy không xuất hiện quá trình ăn mòn điểm đối với vật liệu nghiên cứu