[發明專利]一種莫來石/聚苯胺核殼結構復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201010178292.X
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101845222A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 王煒;李琴;孫立;龐劍峰;翟建平
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C08L79/02
• 分類號: C08L79/02;C08K3/34;C08K9/06;C08G73/02;C08J9/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種復合物，具體是一種核殼結構的莫來石/聚苯胺復合材料及其制備方法，該方法以漂珠為模板，經聚苯胺負載、漂珠轉換等過程反應生成一種新型核殼結構復合物。

背景技術

近些年來，無機/導電聚合物復合材料以其良好的綜合性能和靈活的功能結構設計成為材料科學研究的熱點之一，在導電聚合物中，聚苯胺因其具有電導率高、穩定性好、原料便宜、易合成等優點而成為目前最有希望獲得實際應用的導電聚合物。莫來石結構獨特，具有耐高溫、抗氧化、蠕變率低、抗酸堿腐蝕性高、電絕緣性好、介電系數低等優點，是一種優良的填充材料，能作為內核以制備核殼結構的莫來石/聚苯胺復合材料，可以應用在吸附、導電涂料、電磁屏蔽、感應器等領域。但內核莫來石的生長不易控制，多呈不規則外形，而固體廢棄物粉煤灰中的漂珠是一種珠狀顆粒，密度比水小，主要由不定形的玻璃體與莫來石、石英等組成，在氫氟酸的作用下，漂珠中的玻璃體與部分的石英會被溶解掉，從而生成以莫來石為主的多孔球體顆粒，如果利用漂珠的這種特性制備莫來石/聚苯胺復合材料，則可以得到能浮于水面的復合材料。由于莫來石內核性能穩定、比表面積高，同時外層的聚苯胺含有的氨基等官能基團也能吸附污染物，可以預測莫來石/聚苯胺復合材料能應用于吸附領域。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種內核的莫來石呈規則球狀的莫來石/聚苯胺復合材料，本發明還提供了該莫來石/聚苯胺復合材料的制備方法。

本發明所述的莫來石/聚苯胺核殼結構復合材料，其內核的莫來石呈規則的球狀，在莫來石內核的表面形成聚苯胺鍍層。

上述莫來石/聚苯胺核殼結構復合材料的制備方法，包括以下步驟：

1)將氨丙基三乙氧基硅烷加入到體積比為95∶5～80∶20的乙醇與超純水的混合溶液中，使氨丙基三乙氧基硅烷的含量在2.0～5.0g/L，攪拌分散好后，加入粉煤灰漂珠，氨丙基三乙氧基硅烷與漂珠的質量比為1∶10～1∶20，攪拌反應3～5h，過濾水洗、烘干后以備用；

2)將已改性的漂珠加入到0.2～0.8mol/L苯胺的鹽酸溶液中，其中鹽酸濃度為0.1～0.5mol/L，漂珠加入量為10～20g/L，混合攪拌0.5～1.0h；

3)將過硫酸銨加入到上述步驟2)的溶液中，使過硫酸銨與苯胺的摩爾比為2∶1～1∶1，于5～15℃下攪拌反應3～8h；

4)用超純水將產物進行洗滌過濾直至濾液成無色，將得到的固體物質在60～80℃真空中烘干，即得到漂珠/聚苯胺復合物；

5)將漂珠/聚苯胺復合物加入到1％～5％重量比的HF溶液，使漂珠/聚苯胺的濃度為10～20g/L，攪拌反應0.5～2h，水洗過濾后，在60～80℃真空中烘干，得到核殼結構的莫來石/聚苯胺復合物。

圖1是本發明生成的莫來石/聚苯胺復合物的掃描電鏡圖，圖2是發明生成的莫來石/聚苯胺復合物的截面掃描電鏡圖，圖3是漂珠/聚苯胺與莫來石/聚苯胺的X射線衍射圖。由圖可見，以漂珠為模板制備的莫來石/聚苯胺復合物呈球形顆粒，內核莫來石與外殼聚苯胺清晰可見，經過氫氟酸的溶解后，復合物的內核由漂珠已轉換為莫來石。漂珠模板的比表面積為3.1m²/g，負載聚苯胺后，漂珠/聚苯胺的比表面積為25.2m²/g，最后經過氫氟酸的溶解后，莫來石/聚苯胺復合物的比表面積提高到了76.3m²/g，由本發明制備的復合物能漂浮于水上，有利于回收利用。

附圖說明：

圖1是莫來石/聚苯胺復合物的掃描電鏡圖。

圖2是莫來石/聚苯胺復合物的截面掃描電鏡圖。

圖3是漂珠/聚苯胺與莫來石/聚苯胺的X射線衍射圖，其中曲線(a)是漂珠/聚苯胺，曲線(b)是莫來石/聚苯胺。

具體實施例：

實施例1：

1)將氨丙基三乙氧基硅烷加入到體積比為95∶5的乙醇與超純水的混合溶液中，使氨丙基三乙氧基硅烷的含量在2.0g/L，攪拌分散好后，加入粉煤灰漂珠，氨丙基三乙氧基硅烷與漂珠的質量比為1∶10，攪拌反應3～5h，過濾水洗、烘干后以備用；

2)將已改性的漂珠加入到0.2mol/L苯胺的鹽酸溶液中，其中鹽酸濃度為0.1mol/L，漂珠加入量為10g/L，混合攪拌0.5～1.0h；

3)將過硫酸銨加入到上述步驟2)的溶液中，使過硫酸銨與苯胺的摩爾比為2∶1，于5～15℃下攪拌反應3～8h；