[發(fā)明專利]一種橢圓形導電聚合物/貴金屬復合納米材料、制備方法及其應用

有效

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• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN106947078B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設計）人: 宋薇;盧曉峰;趙冰;王策
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08K3/08;C08K5/544;B82Y30/00;B01J31/06;G01N21/65
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種橢圓形導電聚合物/貴金屬復合納米材料、制備方法及其應用，屬于特定形貌復合納米材料制備技術領域。本發(fā)明利用自組裝氧化聚合法，在水溶液中利用3?氨丙基三乙氧基硅烷和氯金酸以及導電聚合物單體之間的相互作用來構建自組裝模板，一步氧化聚合制備了具有橢圓形結構的復合納米材料。貴金屬納米粒子均勻的鑲嵌在橢圓形納米結構的導電聚合物基體中，整體以橢圓形的形貌存在。該方法簡單易行，生產成本低。本發(fā)明得到的基于橢圓形結構的復合納米材料中由于Au納米粒子聚集產生的熱點效應以及導電聚合物和貴金屬納米粒子之間的協(xié)同作用使其可同時作為催化劑和表面增強拉曼基底檢測類酶催化氧化反應進程。

技術領域

本發(fā)明屬于特定形貌復合納米材料制備技術領域，具體涉及一種橢圓形導電聚合物/貴金屬復合納米材料、自組裝氧化聚合的制備方法和該復合納米材料在類酶催化氧化及作為表面增強拉曼基底監(jiān)測其反應進程方面的應用。

背景技術

貴金屬納米材料因其獨特的物理、化學性質在納電子器件、光學器件、催化、傳感器以及表面增強拉曼基底等領域具有重要的應用。目前在貴金屬納米材料研究中，貴金屬納米材料的尺寸、形貌以及表面裸露晶面等對其性質具有重要影響。另外，貴金屬納米粒子的組裝也已成為當今材料領域的研究熱點。貴金屬納米粒子組裝體相對于單個金屬納米粒子在催化、傳感領域通常表現(xiàn)出更加優(yōu)異的性質。另外一方面，導電聚合物是一類具有優(yōu)異的電學性能的功能材料。相對于傳統(tǒng)塊體導電聚合物材料來說，導電聚合物納米材料具有更加優(yōu)異的導電性以及可加工性，因此在納電子器件、電化學催化及氣體傳感等領域得到了廣泛應用。最近，導電聚合物/貴金屬復合納米材料逐漸引起了人們的研究興趣。這是因為由于兩種組分之間的協(xié)同作用，導電聚合物/貴金屬復合納米材料往往可以在催化以及傳感領域產生更加優(yōu)異的性能。例如利用自組裝技術制備的鈀/導電聚(3,4-乙烯二氧噻吩)同軸納米纖維展現(xiàn)了非常優(yōu)異的類酶催化活性，其催化性能遠遠高于單獨的鈀納米粒子以及聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(ACS Applied Materials&Interfaces,2016,8,1041-1049)。

目前，通過各種技術制備的貴金屬/導電聚合物復合納米材料已經有較多報道。從形貌上來看包括納米球形、納米線狀以及納米環(huán)結構，但是到目前為止還沒有橢圓形貴金屬/導電聚合物復合納米材料研究的報道。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種橢圓形導電聚合物/貴金屬復合納米材料、其自組裝氧化聚合制備方法和在類酶催化氧化及作為表面增強拉曼基底監(jiān)測其反應進程方面的應用。

我們利用自組裝氧化聚合法，在水溶液中一步制備了一種新型的橢圓形導電聚合物/貴金屬復合納米材料。這種方法的創(chuàng)新性在于利用3-氨丙基三乙氧基硅烷和氯金酸以及導電聚合物單體之間的相互作用來構建自組裝模板，一步氧化聚合制備了具有橢圓形結構的復合納米材料，貴金屬納米粒子均勻的鑲嵌在橢圓形納米結構的導電聚合物基體中，整體以橢圓形的形貌存在。該方法簡單易行，生產成本低。

本發(fā)明所述的一種橢圓形導電聚合物/貴金屬復合納米材料的一步自組裝氧化聚合制備方法，其步驟如下：

A.將5～20μL的3-氨丙基三乙氧基硅烷溶于2～10mL去離子水中，攪拌3～10min；將0.2～1.0mL、10～40mg/mL的貴金屬化合物水溶液加入到上述溶液中，繼續(xù)攪拌3～10min；

B.將5～20μL聚合物單體在攪拌條件下迅速加入到步驟A得到的混合液中，室溫條件下繼續(xù)攪拌2～6h；

C.將步驟B產物離心分離，離心產物用水和乙醇分別洗滌，從而得到橢圓形導電聚合物/貴金屬復合納米材料。

步驟A中的貴金屬化合物為氯金酸(HAuCl₄)、四氯鈀酸鈉(Na₂PdCl₄)、或氯鉑酸(H₂PtCl₆)；步驟B中聚合物單體為苯胺(An)、吡咯(Py)或噻吩(Th)。