[發(fā)明專利]制備水溶性導(dǎo)電聚苯胺的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210010300.9
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102604084A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建波;徐毅;白利杰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海師范大學(xué)
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)和生物化學(xué)領(lǐng)域，具體為一種利用血紅蛋白在DBSA(十二烷基苯磺酸)膠束中高效催化制備水溶性導(dǎo)電聚苯胺的方法。

背景技術(shù)

自1977年首次發(fā)現(xiàn)摻雜碘的聚乙炔具有金屬的特性以來，導(dǎo)電聚合物受到了廣泛關(guān)注。而導(dǎo)電高聚物中的聚苯胺(PANI)由于結(jié)構(gòu)多樣、摻雜機制獨特、穩(wěn)定性高技術(shù)應(yīng)用前景廣泛等在目前的研究中備受矚目。如導(dǎo)電聚苯胺的光、電、磁性能可用于制備透明電極、發(fā)光二極管、印刷電路板，也可用于電磁屏蔽、微波焊接、抗靜電材料；導(dǎo)電聚苯胺摻雜-脫摻雜性能可應(yīng)用于制備氣體分離膜、傳感器、催化劑載體等。基于導(dǎo)電聚苯胺的重要作用，其合成方法也備受關(guān)注。

傳統(tǒng)的合成聚苯胺的方法有兩大類：化學(xué)合成和電化學(xué)合成。但是這兩種方法均存在因過氧化導(dǎo)致合成的副產(chǎn)物較多的問題，而且聚苯胺鏈剛性很強，在一般的溶劑中都不溶，使得產(chǎn)物的可加工性差，限制了其工業(yè)上的應(yīng)用。另外這些傳統(tǒng)的合成方法都使用強氧化劑如過硫酸銨為引發(fā)試劑，容易造成環(huán)境的污染，并可能存在于產(chǎn)物聚苯胺中使產(chǎn)物純度下降。生物催化劑因為具有高度的催化效率及對底物高度的專一性，且其催化的聚合過程溫和、環(huán)保，產(chǎn)物容易分離，副產(chǎn)物很少，因而生物催化在高聚物合成領(lǐng)域越來越受到人們的廣泛關(guān)注。

生物催化劑如辣根過氧化物酶是來自于自然界的綠色資源，且對芳香族化合物具有高度選擇性，因而已經(jīng)被廣泛運用到聚苯胺的合成中。目前應(yīng)用生物催化制備導(dǎo)電聚苯胺的反應(yīng)基本都采用了模板導(dǎo)向聚合的方法，即：在聚陰離子模板所形成的乳液體系或表面活性劑所形成的膠束中進(jìn)行。運用膠束體系制備得到的導(dǎo)電聚苯胺，在膠束中以可溶性狀態(tài)存在，說明其水溶性與非膠束體系相比得到了很大提高，從而也大大提高了聚苯胺的加工性能。

但是目前用生物催化的方法制備水溶性導(dǎo)電聚苯胺還存在兩方面的問題：一是生物催化劑如辣根過氧化物酶價格比較昂貴，成本高；另一方面運用生物催化的方法所制備得到的導(dǎo)電聚苯胺的收率大都比較低。針對這些問題，我們開展了血紅蛋白催化制備水溶性導(dǎo)電聚苯胺的研究。血紅蛋白是在高等生物體內(nèi)廣泛存在的以鐵卟啉為中心的血紅素蛋白，其反應(yīng)機理與辣根過氧化物酶非常類似，且價格低廉(價格只有辣根過氧化物酶的1/200)，因此開展血紅蛋白催化制備水溶性導(dǎo)電聚苯胺的研究具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種運用血紅蛋白在DBSA膠束體系中高效催化制備水溶性導(dǎo)電聚苯胺的方法。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

采用血紅蛋白作為催化劑制備水溶性導(dǎo)電聚苯胺的方法，包括下列步驟：

(1)將十二烷基苯磺酸(DBSA)溶解于緩沖液中，加入苯胺單體進(jìn)行攪拌；

苯胺與十二烷基苯磺酸的摩爾比為1∶0.1～10，優(yōu)選為1∶0.5～2；

(2)加入血紅蛋白，攪拌均勻后滴加過氧化氫溶液，攪拌反應(yīng)8～48小時；

苯胺與血紅蛋白和過氧化氫的用量比為1mmol∶1～500mg∶0.05～10mmol，優(yōu)選為1mmol∶5～50mg∶0.1～2mmol。

(3)破乳，取沉淀。

將所得到的沉淀洗滌干燥，即得到水溶性導(dǎo)電聚苯胺。

所述緩沖溶液的pH值范圍為1～3，緩沖液為檸檬酸-碳酸氫二鈉緩沖液；

十二烷基苯磺酸、苯胺單體、過氧化氫和血紅蛋白的用量比為1mol∶0.1～10mol∶0.1～10mol∶1～200g，優(yōu)選為1mol∶0.4～2.5mol∶0.4～2mol∶2～100g。

反應(yīng)體系中DBSA的濃度為5～100mmol/L，優(yōu)選為5～40mmoL/L；

反應(yīng)體系中苯胺的濃度為5～100mmol/L，優(yōu)選為10～30mmoL/L；

反應(yīng)體系中血紅蛋白的濃度為0.1～50g/L，優(yōu)選為0.1～1g/L；

反應(yīng)體系中過氧化氫的濃度為10～200mmol/L，優(yōu)選為10～20mmol/L。

本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點在于，本發(fā)明采用血紅蛋白做為催化劑制備水溶性導(dǎo)電聚苯胺，該催化劑價格低廉、反應(yīng)條件溫和，催化效果好。在實施例中導(dǎo)電聚苯胺的收率可高達(dá)126.9％。且產(chǎn)物具有很好的水溶性，大大提高了其加工性能。采用本方法制備導(dǎo)電聚苯胺過程中，用過氧化氫代替了化學(xué)法中的強氧化劑過硫酸銨，避免了污染物排放，有利于保護(hù)環(huán)境，因此具有一定的工業(yè)應(yīng)用開發(fā)價值。

具體實施方式

實施例1