[發明專利]一步法合成苯胺-苯胺衍生物共聚物包覆的磁性納米顆粒的方法

有效

• 申請號: 201710483214.2
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN107118346B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 邢翠娟;張志明;董麗麗;趙治巨;趙哲
• 申請（專利權）人: 邢臺學院
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08K3/22
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅

本發明涉及一步法合成苯胺?苯胺衍生物共聚物包覆的磁性納米顆粒的方法。本發明還涉及一種通過如上所述的方法制備的具有優異電學性能和磁學性能的苯胺?苯胺衍生物共聚物包覆的磁性納米顆粒。本發明的有益效果在于：(1)克服了磁性納米顆粒在聚合物中難以分散的缺陷，且可同時顯著改善共聚物?磁性納米顆粒復合材料的電學性能和磁學性能；以及(2)制備工藝簡單，原料成本低廉，非常適于工業化。

技術領域

本發明涉及聚合物納米復合材料領域。具體來說，本發明涉及一步法合成苯胺-苯胺衍生物共聚物包覆的磁性納米顆粒的方法，以及通過所述一步法方法合成的具有優異電學性能和磁學性能的苯胺-苯胺衍生物共聚物包覆的磁性納米顆粒。

背景技術

兼具有電、磁功能的聚合物納米復合材料，與單純的導電聚合物和磁性材料相比，在光學、電學和磁學方面具有特殊的性能，所以在微波吸收、電磁性能、電致變色、能量儲存等領域具有無限發展的潛力。

近年來電磁功能化的導電聚合物引起了科學家們的廣泛關注。合成方法可包括“兩步法”和“一步法”。萬梅香課題組首先報道了在Fe₃O₄納米顆粒存在下，采用無模板法制備了含Fe₃O₄納米顆粒的聚苯胺，Z.Zhang，M.Wan.Nanostructures of polyanilinecomposites containing nano-magnet.Synth.Met.[J],2003,132(2),205-212.隨后又相繼合成了以針狀γ-Fe₂O₃為模板的聚苯胺/γ-Fe₂O₃納米線。這種方法本質是“兩步法”：首先合成磁性納米顆粒，然后在磁性納米顆粒存在的條件在，合成聚苯胺。這種方法不可避免地存在著因磁性納米粒子容易團聚而導致的磁性納米粒子在導電聚合物中難以均勻分散的缺陷。

“一步法”制備電磁功能化聚苯胺/γ-Fe₂O₃納米線參見Zhang Zhiming,DengJunying,Shen Jiaoyan,Wan Meixiang,Chemical One Step Method to PreparePolyaniline Nanofibers with Electromagnetic Function.Macromol.Rapid Commun.[J],2007,28(5),585-590。在“一步法”中，FeCl₃既作為苯胺的氧化劑，又能作為磁性粒子中的Fe³⁺源，使磁性粒子和聚苯胺微/納米結構同時生成，克服了上述“兩步法”磁性納米粒子難以均勻分散的缺點，為電磁功能化的導電聚合物物的制備開辟了一種新方法。但是采用“一步法”制備的功能化導電聚合物一般只有一種單體苯胺、吡咯、噻吩等和磁性粒子復合，這限制了電磁功能化的導電聚合物電學性能和磁學性能的進一步提高。

因此，采用“一步法”制備電磁功能化的苯胺-苯胺衍生物共聚物，實現更高的電學兼顧好的磁學性能仍是一項具有挑戰性的工作。

發明內容

本發明的目的在于提供一步法合成苯胺-苯胺衍生物共聚物包覆的磁性納米顆粒的方法。通過使特定的苯胺衍生物單體與苯胺單體在包括氯化亞鐵的氨水中，以三氯化鐵為氧化劑進行反應，從而同步生成苯胺-苯胺衍生物共聚物和磁性納米顆粒。這既克服了磁性納米顆粒在聚合物中難以均勻分散的缺陷，又突破了僅由一種單體形成的聚合物改性磁性納米顆粒時改善所得復合材料的磁性能和導電性能的有限性。

本發明的目的還在于提供通過上文所述一步法方法合成的具有優異電學性能和磁學性能的苯胺-苯胺衍生物共聚物包覆的磁性納米顆粒。

為了實現上述目的，本發明提供下述技術方案。

在第一方面中，本發明提供一步法合成苯胺-苯胺衍生物共聚物包覆的磁性納米顆粒的方法，所述方法可包括下述步驟：