[發明專利]反相膠束中生物催化制備高導電率聚苯胺的方法

有效

• 申請號: 201210306229.9
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN102786686A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 陳建波;白利杰
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 吳瑾瑜

技術領域

本發明涉及化學和生物化學領域，具體為一種利用血紅蛋白在DBSA（十二烷基苯磺酸）/環己烷/水反膠束中催化制備高導電率聚苯胺的方法。

背景技術

近年來，導電聚合物由于特殊的組成、良好的電學、電化學和光學性質以及在諸多領域為數眾多的潛在應用價值而受到了廣泛的關注。其潛在的應用領域包括電力，電化學，電子學，熱電學，電磁學，電致發光，化學，膜及傳感器等方面。許多聚合物如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等被大量合成和研究，其中聚苯胺是研究時間最長的典型的導電聚合物，具有較好的熱穩定性，可加工型及導電性。而且從經濟學的角度講聚苯胺較其它導電聚合物具有明顯的優勢：單體價格便宜，合成更加簡單，組成能夠被輕易轉換因而具有更多潛在的應用可能，這些優點使得聚苯胺成為最重要的導電高分子材料之一。因而，近年來，國內外的學者對聚苯胺的合成，表征和應用進行了諸多研究。

合成聚苯胺的方法包括傳統的化學法和電化學法，反應過程中需使用過硫酸銨等強氧化劑，反應劇烈、容易造成環境的污染，并且過硫酸銨存在于產物聚苯胺中會使產物純度下降。近年來出現的生物催化合成方法，因其具有較高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、環保，產物容易分離，副產物很少，因而在高聚物合成領域越來越受到人們的關注，但是由于成本較高等原因限制了其在大規模生產中的應用。另外，雖然生物催化法更為環保，但制備得到的聚苯胺的導電率普遍不高，數量級一般為10^-3~10^-4S/cm。

針對以上問題，我們開展了在反膠束體系中使用血紅蛋白催化合成導電聚苯胺的研究。反膠束是表面活性劑在非極性有機溶劑中，當其濃度超過臨界膠束濃度時，會自發形成熱力學穩定的透明均一的體系。反膠束體系已經在提取生物活性物質，酶學研究以及制備納米材料等方面有所應用。血紅蛋白是在高等生物體內廣泛存在的以鐵卟啉為中心的血紅素蛋白，其反應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條件下在反膠束體系中制備導電聚苯胺的研究具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種運用血紅蛋白在DBSA反膠束體系中催化制備高導電率聚苯胺的方法。

本發明的目的是這樣實現的：

采用血紅蛋白作為催化劑在反膠束體系中制備導電聚苯胺的方法，包括下列步驟：

（1）將十二烷基苯磺酸（DBSA）溶解于環己烷中，加入苯胺單體進行攪拌；

苯胺與十二烷基苯磺酸的摩爾比為1∶0.1～10，優選為1∶0.5～2；

（2）加入血紅蛋白的水溶液，攪拌均勻后加過氧化氫，攪拌反應0.5～30小時；

苯胺與血紅蛋白和過氧化氫的用量比為1mmol∶0.1～500mg∶0.01～10mmol，優選為1mmol∶0.1～50mg∶0.01～1mmol；更優選為1mmol∶0.1～1mg∶0.02～0.1mmol；

（3）破乳，取沉淀。優選用丙酮破乳。

將所得到的沉淀洗滌干燥，即得到導電聚苯胺。

十二烷基苯磺酸、苯胺單體、過氧化氫、血紅蛋白的用量為1mol∶0.1～10mol∶0.1～10mol∶1～200g，優選為1mol∶0.4～2.5mol∶0.4～2mol∶2～100g。

反應體系中DBSA的濃度為1～30mmol/mL，優選為2～20mmoL/mL，更優選為4～10mmol/mL；

反應體系中苯胺的濃度為1～20mmol/mL，優選為2～10mmoL/mL；更優選為2～6mmol/mL；

反應體系中血紅蛋白的濃度為0.1～50mg/mL，優選為0.1～10mg/mL；更優選為0.5～1mg/mL；優選為牛血紅蛋白；

反應體系中過氧化氫的濃度為0.01～10mmol/mL，優選為0.01～5mmol/mL，更優選為0.1～0.5mmol/mL。

反應體系中的含水量為5～150，優選為20～120，含水量為水與雙氧水總量與表面活性劑DBSA的摩爾比（即水與雙氧水總摩爾量與表面活性劑DBSA的摩爾量的比值）。