[發明專利]一種納米銀溶膠和聚苯胺/銀納米復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 200910243912.0
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN101745646A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 楊繼萍;尹華杰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;C08G73/02;C08K3/08
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

技術領域

本發明屬于納米金屬和聚合物/無機物納米復合材料制備領域，具體涉及納米銀溶膠與聚 苯胺/銀納米復合材料的制備方法。

背景技術

聚苯胺作為重要的一種導電高分子，由于其單體相對便宜、合成工藝簡單且條件不苛刻、 化學穩定性好、耐高溫、電導率等物理性質能可控變化，因此得到廣泛的關注和研究。實際 應用方面，聚苯胺則在電磁屏蔽、太陽能電池、超級電容器、抗靜電材料、電致變色器件、 化學傳感器、防腐蝕、氣體分離以及電化學催化等方面有著廣闊的前景(S.Bhadra，D.Khastgir， N.K.Singha，J.H.Lee，Prog.Polym.Sci.，2009，34，783-810)。金屬納米材料具有小尺寸效應、 表面效應、量子尺寸效應等特殊的物理和化學性能(Y.Xia，Y.Xiong，B.Lim，S.E.Skrabalak， Angew.Chem.Int.Ed.，2009，48，60-103)，將金屬納米粒子引入聚苯胺中，可以使聚苯胺/金屬 納米復合材料相對于聚苯胺基體有著更加新穎的性能(V.Tsakova，J.Solid?State?Electrochem.， 2008，12，1421-1434)。

銀納米粒子作為納米金屬材料的一種，具有穩定的物理化學性質且擁有優良的電導性和 導熱性，所以聚苯胺/銀納米復合材料的制備和應用方面得到廣泛關注。目前國內外制備聚苯 胺/金屬納米復合材料的方法主要包括化學法，直接共混法和電化學法，就大規模生產而言前 兩者最具有優勢。其中化學法又包括：雙原位法、原位還原生成金屬法、原位氧化生成聚苯 胺法(李新貴，孫晉，黃美榮，化學進展，2007，19，787-795)。具體到聚苯胺/銀納米復合材料的 制備，三種方法均有使用。

其中雙原位法，由于銀離子的氧化能力在酸性條件下很難直接氧化苯胺聚合，相關報道 也表明酸性條件下直接使用硝酸銀和苯胺在水中反應，其過程極慢，得到產物中多以銀片的 形式且復合效果不佳(N.V.Blinova，J.Stejskal，M.Trchova，I.Sapurina，G.Ciric-Marjanovic， Polymer，2009，50，50-56)。所以實施雙原位法多利用外加能量促進反應進行，如超聲、紫外光、 γ射線輻射、高溫高壓等條件(R.A.de?Barros，W.M.de?Azevedo，Synth.Met.，2008，158，922-926； X.Li，Y.Gao，F.Liu，J.Gong，L.Qu，Mater.Lett.，2009，63，467-469；M.R.Karim，K.T.Lim，C.J. Lee，M.T.I.Bhuiyan，H.J.Kim，L.Park，M.S.Lee，J.Polym.Sci.Part?A：Polym.Chem.，2007，45： 5741-5747；J.Du，Z.Liu，B.Han，Z.Li，J.Zhang，Y.Huang，Microporous?Mesoporous?Mater.， 2005，84，254-260)；或者加入氧化劑，如過硫酸銨、雙氧水，在氧化苯胺聚合同時利用生成 聚苯胺還原銀離子成納米銀粒子(M.D.Bedre，S.Basavaraja，B.D.Salwe，V.Shivakumar，L. Arunkumar，A.Venkataraman，Polym.Compos.，2009，30，1668-1677)。雙原位法的最大優勢是步 驟簡單，但是可控性不強，生成的聚苯胺可能與常規合成的結構有所區別，另外反應條件苛 刻以及需要特殊設備。

對于原位還原生成金屬粒子法，一種是直接利用聚苯胺還原銀離子生成納米銀，另一種 是外加還原劑還原銀離子，再者是DMF等溶劑在溶解聚苯胺的同時，高溫條件下可以還原硝 酸銀形成納米銀粒子(S.Bouazza，V.Alonzo，D.Hauchard，Synth.Met.，2009，159，1612-1619；G. Nesher，M.Aylien，G.Sandaki，D.Avnir，G.Marom，Adv.Funct.Mater.，2009，19，1293-1298)；但 是前兩種方法，納米銀在聚苯胺中分散效果并不是很好，部分會分散在溶劑中或者僅僅吸附 在聚苯胺的表面。