[發明專利]聚苯胺復合納米纖維紗線的制備方法

在審

• 申請號: 201711037519.7
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107893335A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 鄭賢宏;鄭圓圓;文琦;付文麗;許慶麗;毛寧;陳文翀;覃小紅;邱夷平;陳霞;張坤
• 申請（專利權）人: 東華鏡月（蘇州）紡織技術研究有限公司
• 主分類號: D06M15/61
• 分類號: D06M15/61;D01F6/56;D01F1/10;D06M101/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及靜電紡絲和電化學領域，特別涉及一種聚苯胺復合納米纖維紗線的制備方法。

背景技術

靜電紡絲是當前一種最流行的制備納米纖維的技術。其產品具有非常優異的性能，如極大的比表面積，可以靈活地進行表面功能化整理以及優異的力學性能等。

靜電紡取向納米纖維紗線中的納米纖維大多都取向排列，遇到的接觸點纏結點較少，自由電子的定向運動產生的勢壘較小，電子躍遷勢壘所需的能量較小，電子在導電通道中傳輸能夠通過勢壘的可能性較大，因此取向結構的紗線的導電性能較好。

超級電容器是一種介于普通電容器和電池之間的新型儲能器件，它具有充放電速度快，循環壽命長和對環境無污染等特點，使其在國防、軍工、汽車、移動通訊等眾多領域都有著廣泛的應用。

目前用于超級電容器的電極的材料主要有碳基材料、導電高分子材料、金屬氧化物材料三類。聚苯胺是目前最受關注的導電高分子材料，因為其合成簡單、成本較低、環境友好、穩定性良好、理論高比電容（酸性介質中可達400-500F/g）等特點成為目前導電高分子材料研究的焦點；靜電紡絲具有工藝簡單、材料體系廣泛、環境友好等特點, 是制備連續納米纖維最有效的方法之一，而由靜電紡絲技術制備得的納米纖維紗線既具備了納米纖維比表面積大、結構可控等特點，同時又具備制備紗線狀超級電容器的潛力。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種聚苯胺復合納米纖維紗線的制備方法。

本發明提供的技術方案是：利用自制靜電紡納米纖維紗線裝置，制備PVP納米纖維紗線。利用氣相聚合方法制備聚苯胺復合納米纖維紗線。

更進一步的，所述的一種聚苯胺復合碳納米纖維紗線的制備方法，包括如下步驟，具體為：

步驟一，取聚乙烯吡咯烷酮（PVP）粉末，置于無水乙醇中，磁力攪拌后制得PVP-乙醇溶液；另取過硫酸銨（APS）粉末，置于去離子水中，磁力攪拌后制得APS水溶液；將APS水溶液逐滴滴加到PVP-乙醇溶液中，并磁力攪拌，待溶液澄清后得含有APS氧化劑的PVP-乙醇溶液。

步驟二，取步驟（1）所制得的溶液用于制備靜電紡絲納米纖維紗線，制得PVP/APS納米纖維紗線。

步驟三，將苯胺單體溶液及1mol/L~3mol/L稀鹽酸置于容器中，將制得的PVP/APS納米纖維紗線固定于玻璃片上置于密閉容器中，并將容器抽真空，納米纖維紗線處于苯胺單體氣氛中，納米纖維紗線表面的氧化劑APS與苯胺單體反應，進行聚合。

步驟四， 使用乙醇及去離子水洗滌聚合后的納米纖維紗線，并烘干，得到聚苯胺復合納米纖維紗線。

從上述技術來看，本發明的有益效果在于：

第一，本發明制備的纖維紗線有較高取向性。

第二，本發明制備的纖維紗線有較大的比表面積和儲能容量。

附圖說明

圖1為本發明聚苯胺復合碳納米纖維紗線的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發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，如圖1 所述，本實施例提供的聚苯胺復合碳納米纖維紗線的制備結構按照逐層包裹的方式進行制備。

一種聚苯胺復合碳納米纖維紗線的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，取聚乙烯吡咯烷酮（PVP）粉末，置于無水乙醇中，磁力攪拌6~12h后制得質量分數為8%~12%的PVP-乙醇溶液；另取過硫酸銨（APS）粉末，置于去離子水中，磁力攪拌后制得1.25 mmol/L~5mmol/L 的APS水溶液；將APS水溶液逐滴滴加到PVP-乙醇溶液中，并磁力攪拌，待溶液澄清后得含有APS氧化劑的PVP-乙醇溶液。

步驟二，取步驟（1）所制得的溶液用于制備靜電紡絲納米纖維紗線，制得PVP/APS納米纖維紗線。

步驟三，將苯胺單體溶液及1mol/L~3mol/L稀鹽酸置于容器中，將制得的PVP/APS納米纖維紗線固定于玻璃片上置于密閉容器中，并將容器抽真空，納米纖維紗線處于苯胺單體氣氛中，納米纖維紗線表面的氧化劑APS與苯胺單體反應，進行聚合。

步驟四， 使用乙醇及去離子水洗滌聚合后的納米纖維紗線，并烘干，得到聚苯胺復合納米纖維紗線。