[發明專利]一種四氧化三鐵?聚吡咯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710801010.9
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107417914A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 陸偉
• 申請（專利權）人: 張家港市匯鼎新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G73/06
• 分類號: C08G73/06;C08K3/22
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙)32304
• 代理人: 包華娟

技術領域

本發明涉及材料技術領域，特別是涉及一種四氧化三鐵-聚吡咯復合材料及其制備方法。

背景技術

磁性納米粒子既具有納米材料所特有的納米尺寸效應和較大的比表面積，還表現出高磁響應性和敏感性。尤其是四氧化三鐵(Fe₃O₄)納米粒子，由于具有高的飽和磁化強度、毒副作用低、化學穩定性好、價廉等優點，在磁記錄材料、生物醫藥、催化、吸附分離等領域有廣泛的應用前景，成為磁性納米粒子的研究重點。聚吡咯(Polypyrrole，簡寫為PPy)是一種具有共軛π鍵結構的導電聚合物，具有合成方法簡單、環境穩定性好、導電性好、易摻雜與脫摻雜等特點，廣泛用于電磁屏蔽、二次電池、傳感器等領域。但是，聚吡咯的不溶不熔性能和差的機械加工性能，限制了它在很多領域的應用。為了改善聚吡咯的加工性能，將其與無機納米材料復合，得到的多功能復合材料能極大地改善其機械加工性和機械延展性等性能，并能賦予復合材料其它更多的性能。

當四氧化三鐵與聚吡咯復合時，得到的四氧化三鐵/聚吡咯復合材料在吸波領域、吸附水中重金屬離子等領域表現出了更加優異的性能。但是，現有技術中所制備Fe₃O₄粒子的粒徑較大，制備工藝復雜，復合材料的電性能和磁性能不夠理想。

為此，有必要針對上述問題，提出一種四氧化三鐵-聚吡咯復合材料及其制備方法，其能夠解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種四氧化三鐵-聚吡咯復合材料及其制備方法，以克服現有技術中的不足。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種四氧化三鐵-聚吡咯復合材料的制備方法，包括：

(1)制備四氧化三鐵懸浮液：將四氧化三鐵顆粒加入無水乙醇中，超聲分散處理30～60min，得到四氧化三鐵懸浮液；

(2)將上述四氧化三鐵懸浮液加入含有十二烷基苯磺酸鈉和硅烷偶聯劑的去離子水中，在20～30℃溫度條件下磁力攪拌2～3h，緩慢滴入吡咯單體和氯化鐵溶液，磁力攪拌反應6～12h，得到四氧化三鐵/聚吡咯黑色沉淀物，抽濾，用蒸餾水和無水乙醇洗滌3～5遍，于50～60℃的真空烘箱中干燥20～24h，得到四氧化三鐵/聚吡咯復合材料。

優選的，步驟(1)中，所述四氧化三鐵顆粒的制備方法包括：在氮氣氣氛下，將摩爾比為2:1的Fe³⁺鹽和Fe²⁺鹽溶于去離子水中，磁力攪拌15～30min，室溫下加入1～2mol/L的氨水，調節pH至8～10，磁力攪拌1～2h，得到四氧化三鐵黑色沉淀，過濾，用蒸餾水和無水乙醇洗滌3～5遍，烘干，得到四氧化三鐵顆粒。

優選的，步驟(2)中，所述四氧化三鐵和所述吡咯單體的比例為：每毫升吡咯單體中含有0.1～0.5g四氧化三鐵。

優選的，步驟(2)中，所述吡咯單體和所述氯化鐵溶液的體積比為1:0.5～1。

優選的，所述Fe³⁺鹽和所述Fe²⁺鹽選自氯化鹽、硝酸鹽、硫酸鹽、高氯酸鹽中的一種。

本發明技術方案還提供一種根據上述制備方法得到的四氧化三鐵-聚吡咯復合材料。

與現有技術相比，本發明的優點在于：本發明中的方法制得的四氧化三鐵-聚吡咯復合材料中，四氧化三鐵分散均勻，該復合材料具有良好的電性能和磁性能。

具體實施方式

本發明通過下列實施例作進一步說明：根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的具體的物料比、工藝條件及其結果僅用于說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。

本發明公開一種四氧化三鐵-聚吡咯復合材料的制備方法，包括：

(1)制備四氧化三鐵懸浮液：將四氧化三鐵顆粒加入無水乙醇中，超聲分散處理30～60min，得到四氧化三鐵懸浮液；

(2)將上述四氧化三鐵懸浮液加入含有十二烷基苯磺酸鈉和硅烷偶聯劑的去離子水中，在20～30℃溫度條件下磁力攪拌2～3h，緩慢滴入吡咯單體和氯化鐵溶液，磁力攪拌反應6～12h，得到四氧化三鐵/聚吡咯黑色沉淀物，抽濾，用蒸餾水和無水乙醇洗滌3～5遍，于50～60℃的真空烘箱中干燥20～24h，得到四氧化三鐵/聚吡咯復合材料。