[發明專利]細菌纖維素/聚苯胺/金納米顆粒復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201910524614.2
• 申請日: 2019-06-18
• 公開（公告）號: CN112094437A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 孫東平;楊蕾;陳春濤;孫汴京;林建斌;楊魯豫
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08L79/02;C08K3/08;C08G73/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 劉海霞

本發明公開了一種細菌纖維素/聚苯胺/金納米顆粒復合材料的制備方法。所述方法先將細菌纖維素、苯胺、DMF、水、濃鹽酸和硫酸銨溶液共混加熱制得細菌纖維素/聚苯胺復合膜，再將細菌纖維素/聚苯胺復合膜浸入分散良好的納米金水溶液中充分攪拌，水洗得到細菌纖維素/聚苯胺/金納米顆粒復合材料本發明制備的復合材料中，聚苯胺和金納米顆粒均勻分布，提高聚苯胺的導電能力的同時緩解了金納米粒子因易團聚而導致反應活性降低的問題。

技術領域

本發明涉及一種細菌纖維素/聚苯胺/金納米顆粒復合材料的制備方法，屬于多功能復合材料制備技術領域。

背景技術

金納米顆粒具有優異的催化性能、低毒性、良好的生物相容性和表面等離子體共振等性能，在靶向控制藥物釋放、生物成像、物質分析及催化等領域有著廣泛的應用前景。但是由于金納米顆粒易團聚，導致失去納米尺寸的優點。將納米顆粒與其他材料復合是解決其團聚問題，提高其價值的有效途徑之一。

聚苯胺價格低廉、導電率良好、穩定性佳，是被廣泛研究的導電高分子，但其溶解性能、力學性能均不理想，限制了其加工應用。細菌纖維素(BC)作為微生物發酵合成的生物質纖維素，表面有很多活潑羥基，其反應活性較高，具有良好的力學性能、柔性以及可加工性，其良好的模板效應可以彌補聚苯胺的局限性。文獻1(Xiang C,Chen S Y,Lu C,etal.Cellulose Nanofiber-Supported Polyaniline Nanocomposite Conductive Filmand its Conductive Properties[J].Materials Science Forum,2014,789:6.)將細菌纖維素與苯胺酸溶液混合后加入氧化劑合成聚苯胺細菌纖維素復合膜，該方法條件單一且不易調控，且應用范圍受限，得到的復合膜電導率在0.7S/cm左右。文獻2(陳燕,等.細菌纖維素負載金納米粒子復合膜的制備及催化性能[J].合成纖維,2016,45(12):12-17.)采用原位復合法制備了細菌纖維素金納米顆粒復合薄膜，但該方法步驟較多，且金負載量較小，不具有導電性，應用較為單一。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種細菌纖維素/聚苯胺/金納米顆粒復合材料的制備方法。該方法以細菌纖維素作為模板，聚苯胺均勻包裹纖維，金納米顆粒均勻負載在聚苯胺上，提高聚苯胺的導電能力的同時緩解金納米粒子因易團聚而導致反應活性降低的問題。

實現本發明目的的技術方案如下：

細菌纖維素/聚苯胺/金納米顆粒復合材料的制備方法，具體步驟如下：

步驟1，按苯胺與細菌纖維素膜的質量比為1:4～8，將細菌纖維素膜、苯胺、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、水和濃鹽酸混合，并在避光、冰浴的條件下攪拌均勻；

步驟2，逐滴加入過硫酸銨水溶液，超聲混合均勻，洗滌得細菌纖維素/聚苯胺復合膜；

步驟3，將檸檬酸三鈉水溶液加入沸騰的四氯金酸水溶液，制備出分散的納米金水溶液；

步驟4，將細菌纖維素/聚苯胺復合膜浸入納米金水溶液中，攪拌反應，反應完全后，水洗得到細菌纖維素/聚苯胺/金納米顆粒復合材料。

優選地，步驟2中，所述的苯胺與過硫酸銨的摩爾比為1:1～3。

優選地，步驟2中，所述的反應時間為12～24h。

優選地，步驟3中，所述的四氯金酸溶液質量濃度為0.01～0.05％。

優選地，步驟4中，所述的反應時間為4～6h。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：