[發(fā)明專利]一種聚苯胺納米帶及其制備方法

有效

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• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN110684194B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設計）人: 秦宗益;曾凡鑫;肖瑤;沈玥瑩;李濤;徐嫻
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;B82Y40/00
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 黃志達;魏峯

本發(fā)明涉及一種聚苯胺納米帶及其制備方法。該方法包括：將苯胺單體和有機氧化劑的鹽酸溶液混合，加入鐵鹽的鹽酸溶液，攪拌反應。該方法無需任何模板和有機溶劑，整個反應在水相中完成，操作簡便，可控性強，適合規(guī)模化生產(chǎn)，得到的聚苯胺納米帶的結構與性能易于調控，在能量存儲與轉化材料、吸附材料、傳感材料、電磁屏蔽材料和功能化模板或載體等領域具有廣泛的應用潛力。

技術領域

本發(fā)明屬于聚苯胺材料及其制備領域，特別涉及一種聚苯胺納米帶及其制備方法。

背景技術

聚苯胺一維納米材料由于具有電導率高、環(huán)境穩(wěn)定性好、分散性好、比表面積大、擴散路徑短等獨特性能以及多變可調的納米結構，在能量存儲與轉化、選擇性吸附、氣體傳感、電磁屏蔽、功能化模板或載體和復合材料等領域表現(xiàn)優(yōu)異。通常認為材料的納米結構將影響物理和化學性質，因此，制備不同形貌的聚苯胺對改善電化學性能尤為重要。一維納米結構聚苯胺主要包括聚苯胺納米纖維、納米管、納米棒、納米線和納米帶等。相比廣泛研究的聚苯胺納米纖維，聚苯胺納米帶的報道較少，特別是采用化學聚合法來制備單一的聚苯胺納米帶。目前主要是采用帶狀模板來制備聚苯胺納米帶，如中國專利CN 103613759 B以水熱法合成的MoO₃納米帶為模板、以過硫酸銨為氧化劑制備出MoO₃/聚苯胺同軸納米異質結。而中國專利CN 106065180 B也是先通過水熱法制備出無機三氧化鉬納米帶，再依次包覆聚吡咯和聚苯胺，得到三氧化鉬-聚吡咯-聚苯胺三元復合材料。中國專利CN 102276831B采用冰晶體作為模板、Keggin結構的H₄SiW₁₂O₄₀為摻雜酸、硝酸鐵為氧化劑，并引入硝酸銀通過苯胺聚合的反誘導作用被還原為金屬銀而有效地復合到聚苯胺產(chǎn)物中，最終形成一種聚苯胺納米帶狀復合物。這種方法簡化了復雜的模板制備移除過程，節(jié)約了材料和能源，且所得的產(chǎn)品形態(tài)單一、純度較高，但產(chǎn)物是復合材料而不是單純的聚苯胺納米帶。雖然為了制備聚苯胺納米纖維提出了不少無模板法，如界面聚合法【CN101710541A、CN100497440C】、懸浮聚合法【CN100526367C】、乳液聚合法【CN102050947B】和超聲聚合法【CN1323199C】等。但并沒有采用這些方法制備聚苯胺納米帶的報道。鑒于聚苯胺納米帶復合物的成功應用，了解單純聚苯胺納米帶的結構與性能就顯得至關重要，如何高效簡便制備聚苯胺納米帶是一個亟待解決的問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種聚苯胺納米帶及其制備方法，以填補現(xiàn)有技術的空白。

本發(fā)明提供一種聚苯胺納米帶的制備方法，包括：

將苯胺單體和有機氧化劑的鹽酸溶液混合，加入鐵鹽的鹽酸溶液，攪拌反應，得到聚苯胺納米帶，其中苯胺單體和有機氧化劑的摩爾比為1∶1～1∶2，鐵鹽與有機氧化劑的摩爾比為1∶1～1∶5。

所述將苯胺單體和有機氧化劑的鹽酸溶液混合，加入鐵鹽的鹽酸溶液后溶液中苯胺單體的濃度為0.01～0.5摩爾/升。

所述有機氧化劑為過氧化氫異丙苯、過氧化二異丙苯、過氧化氫叔丁基或過氧化苯甲酸叔丁酯。

所述鹽酸溶液濃度為1.0～2.0摩爾/升。

所述鐵鹽為硫酸鐵、氯化鐵、硝酸鐵、氯化亞鐵中的一種。

所述攪拌反應溫度為-5～5℃，攪拌反應時間為3～24小時。

本發(fā)明還提供一種上述方法制備得到的聚苯胺納米帶。

本發(fā)明還提供一種上述方法制備得到的聚苯胺納米帶的應用。