[發(fā)明專利]一種原位聚合聚吡咯納米纖維的制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310651568.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-04
• 公開（公告）號(hào): CN103643339A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方東;徐衛(wèi)林;李力成;劉欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢紡織大學(xué)
• 主分類號(hào): D01F6/74
• 分類號(hào): D01F6/74;H01M4/52;B82Y40/00
• 代理公司: 武漢荊楚聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42215
• 代理人: 劉治河

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種原位聚合聚吡咯納米纖維的制備方法，屬于功能高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)背景

導(dǎo)電聚合物納/微米結(jié)構(gòu)功能材料在高技術(shù)領(lǐng)域中有著重要的應(yīng)用。作為“2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)”的研究主題，導(dǎo)電聚合物是一類導(dǎo)電性介于半導(dǎo)體和金屬之間，性能甚至可與金屬媲美的聚合物，素有“合成金屬”的美稱。它具有獨(dú)特的電子、電化學(xué)和光學(xué)性質(zhì)，因此在能源、信息存儲(chǔ)、光電子器件、傳感器、軍事影身技術(shù)等方面具有重要的應(yīng)用，如中國(guó)專利公開號(hào)CN101241803A，公開日為2008年8月13日，發(fā)明名稱為“一種混合式超級(jí)電容器及其制造方法”，該申請(qǐng)案運(yùn)用了聚吡咯高分子聚合物材料所具有的高電容量以及相對(duì)較低的電阻而具有的良好的電化學(xué)特性；中國(guó)專利公開號(hào)CN1673730A，公開日為2005年9月28日，發(fā)明名稱為“一種聚吡咯氣敏傳感器”，中國(guó)專利公開號(hào)CN101249064A，公開日為2008年8月27日，發(fā)明名稱為“以聚吡咯為藥物載體的磺化鋁酞菁藥物芯片的制備方法”，運(yùn)用了導(dǎo)電高分子聚吡咯獨(dú)特的摻雜/脫摻雜性能，當(dāng)其在氧化態(tài)與還原態(tài)之間變化時(shí)，會(huì)伴隨著摻雜離子進(jìn)入與離開導(dǎo)電聚合物的過程，以維持電荷的平衡的特點(diǎn)的特點(diǎn)。另外，為了進(jìn)一步增加導(dǎo)電高分子的新的和更多的應(yīng)用途徑，導(dǎo)電高分子的新的性質(zhì)不斷被開發(fā)和研究，如中國(guó)專利公開號(hào)CN101928459A，公開日為2010年10月29日，發(fā)明名稱為“一種制備磁性納米聚吡咯材料的方法”，利用化學(xué)聚合或者電化學(xué)聚合的方法合成磁性聚吡咯納米材料，使導(dǎo)電高分子兼具磁性能。

作為導(dǎo)電高分子中最為常見的一種，聚吡咯以其合成方法多樣、合成反應(yīng)簡(jiǎn)單、制造成本相對(duì)低廉、電導(dǎo)率范圍大等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注，具有廣闊的應(yīng)用前景。由于在導(dǎo)電高分子的應(yīng)用中需要納米尺度的材料，因此科學(xué)家們發(fā)展了很多制備這些納米材料的方法，運(yùn)用這些方法成功的制備出了形貌不同的聚吡咯納米結(jié)構(gòu)而且通過不同的制備方法改變聚吡咯自身微觀結(jié)構(gòu)也可以實(shí)現(xiàn)其多樣化的應(yīng)用。如中國(guó)專利公開號(hào)CN1597732A，公開日2005年3月23日，發(fā)明名稱為“導(dǎo)電聚吡咯納米線的制備方法”，通過表面活性劑輔助化學(xué)氧化合成法制備導(dǎo)電聚吡咯納米線；中國(guó)專利公開號(hào)CN101165092A，公開日為2008年4月23日，發(fā)明名稱為“導(dǎo)電聚吡咯納米空心球的制備方法”，運(yùn)用吡咯單體、二氧化硅納米球，通過超聲分散加入引發(fā)劑反應(yīng)的方法制備了導(dǎo)電聚吡咯納米空心球；中國(guó)專利專利公開號(hào)CN102617854A，公開日為2012年8月1日，發(fā)明名稱為“一種聚吡咯微球的制備方法”，采用簡(jiǎn)單的化學(xué)氧化聚合方法制備聚吡咯微球的方法；中國(guó)專利公開號(hào)CN103343394A，公開日為2013年10月9日，發(fā)明名稱為“一種聚吡咯納米纖維的制備方法”，采用笨并噻二唑類熒光劑作為摻雜劑，在水溶液中自組裝制備出兼具熒光和導(dǎo)電性能的聚吡咯納米纖維；中國(guó)專利公開號(hào)CN1460733A，公開日為2003年12月10日，發(fā)明名稱為“交流電化學(xué)制備導(dǎo)電聚吡咯納米材料的方法”，通過交流電化學(xué)制備了導(dǎo)電聚合物吡咯納米纖維。聚吡咯的聚合方法很多，目前制備聚吡咯導(dǎo)電材料主要有化學(xué)氧化聚合、電化學(xué)聚合和模板法等聚合方法。化學(xué)氧化聚合得到的聚毗咯通常是沒有任何力學(xué)強(qiáng)度的粉末，難溶于一般有機(jī)溶劑，不易加工成所需產(chǎn)品得到的，必須通過壓片才能成膜，而且由于聚吡咯粉末有很高的比表面，它的化學(xué)降解也比較嚴(yán)重，因此制得的聚吡咯導(dǎo)電穩(wěn)定性不好；電化學(xué)聚合雖然能得到具有良好電化學(xué)性能和機(jī)械性能的自支撐吡咯膜，但存在著單次制備量較少的缺點(diǎn)；模板法又分為硬模板法和軟模板法，其中硬模板法雖然具有單分散性，且運(yùn)用較廣，但同時(shí)也有制作成本高，制備過程復(fù)雜、效率低，模板不易脫除等缺點(diǎn)，而軟模板法雖能克服一些硬模板法的缺點(diǎn)如模板容易脫除，可以制備大量目標(biāo)產(chǎn)物，可依然有產(chǎn)物的形貌不易控制的缺點(diǎn)。在2012年的文獻(xiàn)J.Mater.Chem第22期23049-23056頁(yè)公開的名稱為“1D?hollow?α-Fe₂O₃?electrospun?nanofibers?as?high?performance?anode?material?for?lithium?ion?batteries”和在2009年的文獻(xiàn)Materials?Research?Bulletin第6期44卷公開的名稱為“Electrospinning?route?forα-Fe₂O₃?ceramic?nanofibers?and?their?gas?sensing?properties”中都有報(bào)道通過靜電紡絲法制備中空Fe₂O₃納米纖維的相關(guān)技術(shù)，但上述文獻(xiàn)所提供的制備方案僅僅是制備了中空Fe₂O₃納米纖維和對(duì)它的結(jié)構(gòu)性能做了一些表征分析，而并沒有充分運(yùn)用這種中空Fe₂O₃納米纖維。