[發(fā)明專利]以β-環(huán)糊精為模板制備孔徑可控的聚苯胺納米管的方法

有效

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• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103467740A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 沈青;顧洲杰;王俊婷
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達

技術領域

本發(fā)明屬于聚苯胺納米管領域，特別涉及一種以β-環(huán)糊精為模板制備孔徑可控的聚苯胺納米管的方法。

背景技術

聚苯胺是一種導電功能高分子。具有合成簡便、成本低、導熱性好和環(huán)境穩(wěn)定性等優(yōu)點而被用于抗靜電、防腐蝕涂料，電磁屏蔽材料，太陽能材料等眾多領域。而聚苯胺納米材料作為低維材料，納米材料的尺寸效應、量子效應等賦予其特殊的物理化學性能，因此聚苯胺納米材料的合成及應用研究已經(jīng)引起了科研人員的極大興趣，已經(jīng)成為了導電功能高分子領域的熱點之一。

一些研究表明，研制孔徑可調(diào)控的聚苯胺納米管是聚苯胺研究中的一個熱點。

β-環(huán)糊精是7個D（+）—吡喃型葡萄糖組成的環(huán)狀低聚物，其分子呈上寬下窄、兩端開口、中空的筒狀物，腔內(nèi)部呈相對疏水性，而所有羥基則在分子外部。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種以β-環(huán)糊精為模板制備孔徑可控的聚苯胺納米管的方法，該方法操作簡單，后處理容易，所制備出的孔徑可調(diào)控的聚苯胺納米管成孔有效。

本發(fā)明的一種以β-環(huán)糊精為模板制備孔徑可控的聚苯胺納米管的方法，包括：

（1）將苯胺、β-環(huán)糊精與檸檬酸混合后加入去離子水，在室溫條件下磁力攪拌0.5h，得到混合溶液；

（2）將過硫酸銨溶解到去離子水中，得到濃度為0.4mol/L的過硫酸銨溶液；

（3）在0-10℃恒溫水浴中，將上述過硫酸銨溶液迅速倒入上述混合溶液中，得反應液，玻璃棒快速攪拌1-2min后停止攪拌，然后靜置反應24h；最后將得到的產(chǎn)物洗滌、干燥即得聚苯胺納米管。

步驟（1）得到的混合溶液的pH值為2-6。

步驟（3）所述的反應液中苯胺、β-環(huán)糊精、檸檬酸和過硫酸銨的摩爾濃度比為5∶1∶2∶5。

步驟（3）所述的反應液中苯胺、β-環(huán)糊精、檸檬酸和過硫酸銨的摩爾濃度比為3.75∶0.75∶2∶5。

步驟（3）所述的反應液中苯胺、β-環(huán)糊精、檸檬酸和過硫酸銨的摩爾濃度比為2.5∶0.5∶2∶5。

步驟（3）中所述的快速攪拌的速度為200-500rpm。

步驟（3）中所述的洗滌為先用丙酮，再用去離子水洗滌至濾液無色。

步驟（3）中所述的干燥為在40-60℃真空干燥24h。

步驟（3）得到的聚苯胺納米管截面處的孔面積占總面積的比例為11.8%、33.5%和36.5%。

本發(fā)明的聚苯胺納米管是用β-環(huán)糊精為軟模板，將濃度同比例變化的苯胺和β-環(huán)糊精在檸檬酸溶液中超聲混勻，使苯胺盡可能附著在環(huán)糊精內(nèi)腔壁和外腔壁上。在0-10℃條件下，用過硫酸銨氧化聚合得到。

本發(fā)明所述的是一種簡便合成孔徑可調(diào)控的聚苯胺納米管的技術。本發(fā)明采用苯胺和β-環(huán)糊精濃度同比例下降的方式得到對應不同孔徑尺寸的聚苯胺納米管。

本發(fā)明所用的檸檬酸量為摻雜酸，其作用為控制溶液pH值為2-6。

本發(fā)明的三種聚苯胺納米管的截面處，孔面積占總面積的比例分別為11.8%，33.5%和36.5%。降低單體和模板濃度有利于呈孔。

有益效果：

（1）本發(fā)明的合成條件簡單、后處理容易；

（2）本發(fā)明所制備的聚苯胺納米管的孔徑可調(diào)控，成孔有效，在抗靜電、防腐蝕涂料，電磁屏蔽材料，太陽能材料等眾多領域中有著良好的應用前景。

附圖說明

圖1為實施例1得到的聚苯胺納米管的SEM圖；

圖2為實施例2得到的聚苯胺納米管的SEM圖；

圖3為實施例3得到的聚苯胺納米管的SEM圖；

圖4為實施例1、2和3所得聚苯胺納米管的孔面積占總截面的比例圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

實施例1

（1）將苯胺和β-環(huán)糊精與檸檬酸混合后加入去離子水，在室溫條件下磁力攪拌0.5h，得到混合溶液；所述混合溶液的pH值為2-6；

（2）將過硫酸銨溶解到去離子水中，得到濃度為0.4mol/L的過硫酸銨溶液；