[發明專利]一種制備聚吡咯-氧化鋅納米復合材料的方法

有效

• 申請號: 201210190258.3
• 申請日: 2012-06-11
• 公開（公告）號: CN102731781A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 趙志偉;張成祥
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C08K3/22;C25B3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種聚吡咯-氧化鋅納米復合材料的制備方法，特別涉及用大陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸作電解質，通過電化學聚合形成一種聚吡咯-氧化鋅納米復合材料的方法。

背景技術

含有共軛雙鍵的導電高分子材料聚吡咯具有相對較高的電導率、良好的環境穩定性以及易于采用化學或電化學合成等特點，被認為是最具有商業前景的導電高分子材料之一。聚吡咯的這些性能使其在電極、電池材料、生物醫學、傳感器、分子器件、電致變色顯示、防腐蝕材料方面有著廣泛的應用[Surajit?K,?Swapan?K??D,?Materials?Chemistry?and?Physics,?2010,?124:?738；Lin?X?W,?Xin?G?L,?Yu?L?Y,??Reactive?&?Funct.?Polym.,?2001,?47:?125-139；Han?M?J,?Chu?Y,?Han?D?X,?Liu?Y?J,??Colloid?Int.?Sci.,?2006,?296:?110–117]。納米氧化鋅（ZnO）是一種新型多功能無機材料，物理化學性質穩定，氧化活性高且廉價易得，是目前很多領域的研究熱點，ZnO具有表面效應、體積效應、量子尺寸效應和宏觀隧道效應等，在催化、光學、磁性、和力學等方面展現出許多特異功能，在化工、電子、光學等很多領域具有重要的作用，使其成為重要的研究對象并得到廣泛應用[Zhao?J?et?al,?J.?Polym.?Sci.?Part?A-Polymer?Chem.,?2009,?47:?746-753；Kudol?Y,?Tsuchiya?S,?Kojima?T,?M?Fukuyama,?Yoshlmura?S,?Synth.?Met.,?1991,?1133:?41-43；Yang?X?T,?Xu?L,?Nanotechnology,?2003,?14:?624–629；??Zhu?J?H,?Wei?S?Y,?J.?Phys.?Chem.?C?2010,?114:?16335]。通過摻雜有機或無機化合物，導電聚吡咯的電子和光學性能可以得到改變，這樣就可以得到性能優良的復合材料，由于有機-無機復合材料的特殊性能，這種材料在現代工業中起到越來越重要的作用。本發明提出一種聚吡咯-氧化鋅納米復合材料的制備方法。

目前在聚吡咯-氧化鋅納米復合材料的制備方法上主要有兩種：化學氧化法和電學聚合法。Aditee?J等人[Aditee?J,?Aswal?D?K,?Gupta?S?K,?Applied?Physics?Letters,?2009,?94:?103115]?采用化學氧化方法，將含有吡咯、過硫酸銨、ZnO納米線和乙醇的膠狀溶液混合，即制備了ZnO納米線修飾的聚吡咯復合材料,其中ZnO以納米線的形式存在于復合物中。Rooma?D等人[Rooma?D,?Manish?T,?Pundir?C?S,?Biosensors?and?Bioelectronics,?2011,?26:?3420-3426]?利用電化學方法制備了基于氧化鋅納米顆粒與聚吡咯復合薄膜的電流型黃嘌呤生物傳感器。將ZnO納米顆粒加入到含有NaClO₄和吡咯單體的溶液中，利用電化學方法在鉑電極上聚合得到氧化鋅納米顆粒與聚吡咯復合薄膜，其中聚吡咯并沒有以典型的菜花狀薄膜形式存在。Dong?U?L等人[Dong?U?L,?Debabrata?P,?Rola?M,?Chem.?Mater,?2010,?22:?218-225]利用電化學沉積方法在聚吡咯薄膜上制備了納米氧化鋅。以Zn（NO₃）₂和KCl混合溶液為電解液，采用電化學方法，在聚吡咯涂層上電化學沉積得到納米氧化鋅。其中，ZnO以不同的納米形狀如（納米柱、納米片以及花狀結構）形式附著在聚吡咯薄膜上面。Hosseini?M?G等人[Hosseini?M?G,?Bagheri?R,?Najjar?R,?Journal?of?Applied?Polymer?Science,?Vol.?2011,121:?3159-3166]以含有納米ZnO的草酸、十二烷基苯磺酸與吡咯單體的混合溶液為電解液，利用電化學方法制備了聚吡咯-氧化鋅納米復合材料。其中，ZnO以納米棒的形式存在于聚吡咯薄膜中。