[發(fā)明專利]一種聚苯胺插層鈦酸鹽納米復(fù)合材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910083146.6
• 申請(qǐng)日: 2009-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN101565544A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊文勝;郭濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L79/02
• 分類號(hào): C08L79/02;C08K9/02;C08K3/24
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉月娥

1、一種聚苯胺插層鈦酸鹽納米復(fù)合材料，其特征在于：該納米復(fù)合材料的化學(xué)組成為PANI/H_xTi_2-x/4□_x/4O₄·H₂O；其中，H_xTi_2-x/4□_x/4O₄·H₂O為質(zhì)子化層狀鈦酸鹽，鈦與氧以八面體通過(guò)共邊、共點(diǎn)形成具有褶皺狀的二維層狀結(jié)構(gòu)，層板厚度為0.7～1.2nm；x取值范圍為0.65≤x≤0.75；□為層板中鈦元素空位，由于層板鈦缺失而帶有一定量的負(fù)電荷，具有n型半導(dǎo)體性質(zhì)；PANI為聚苯胺，位于質(zhì)子化層狀鈦酸鹽H_xTi_2-x/4□_x/4O₄·H₂O的層間，PANI在復(fù)合材料中所占質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.0～8.0％，PANI被H_xTi_2-x/4□_x/4O₄·H₂O層間的H⁺所摻雜，具有p型半導(dǎo)體性質(zhì)；因此聚苯胺插層鈦酸鹽PANI/H_xTi_2-x/4□_x/4O₄·H₂O是一種微觀上具有p-n結(jié)異質(zhì)結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合材料。

2、一種制備權(quán)利要求1所述的聚苯胺插層鈦酸鹽納米復(fù)合材料的方法，其特征在于，工藝步驟如下：

A.層狀鈦酸銫的制備：將碳酸銫Cs₂CO₃和二氧化鈦TiO₂按照1∶5.1～1∶5.5的摩爾比混合研磨，混合物在馬弗爐中800～900℃下煅燒30～60分鐘，待其冷卻至室溫后研磨并在800～900℃煅燒20～24小時(shí)，待其冷卻至室溫后再次研磨并在800～900℃煅燒20～24小時(shí)，得到層狀鈦酸銫Cs_xTi_2-x/4□_x/4O₄，其中0.65≤x≤0.75；

B.質(zhì)子化層狀鈦酸鹽的制備：將濃度為1.0～1.5mol/L的鹽酸HCl溶液與層狀鈦酸銫固體按照50～150mL/g的液固比混合攪拌3～4天，每24小時(shí)更換一次1.0～1.5mol/L的鹽酸HCl溶液；產(chǎn)物用二次蒸餾水洗滌過(guò)濾至濾液pH值為6～7，得到質(zhì)子化層狀鈦酸鹽H_xTi_2-x/4□_x/4O₄·H₂O，其中0.65≤x≤0.75；將其置于盛有飽和氯化鈉NaCl溶液的干燥器中干燥至恒重；

C.聚苯胺插層鈦酸鹽的制備：將二次蒸餾水與干燥至恒重的質(zhì)子化層狀鈦酸鹽固體按照50～150mL/g的液固比混合，超聲10～20分鐘獲得懸濁液；按照苯胺液體與質(zhì)子化層狀鈦酸鹽固體為3.5～5.5mL/g的液固比將苯胺加入到上述懸濁液中，在40～60℃下攪拌6～8天，直至懸濁液的顏色變?yōu)槟G色后停止攪拌；將墨綠色的懸濁液在砂芯漏斗中用二次蒸餾水洗滌過(guò)濾至濾液的pH值為6～7；然后用乙醇洗滌過(guò)濾，直至濾液用紫外-可見分光光度計(jì)檢測(cè)無(wú)苯胺的特征吸收峰；最后將所得樣品在50～70℃真空干燥，得到聚苯胺插層鈦酸鹽PANI/H_xTi_2-x/4□_x/4O₄·H₂O。