[发明专利]聚1,5－萘二胺纳米管的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及聚1，5-萘二胺纳米管的合成方法领域。

背景技术

有机导电聚合物由于其独特的性质和广泛的应用前景而发展成为非常活跃的研究领域。随着纳米科学和纳米技术的迅速发展，纳米结构导电聚合物的研究也越来越受到科学家们的高度重视。将导电聚合物纳米化或将一维纳米结构有序地、合理地组装成二维结构，将有利于研究尺寸和形状对它们的光学性能、磁性能等的影响，并在制造实用新型量子器件方面有广阔的应用前景。自二十世纪80年代发现聚苯胺的导电性能以来，许多潜在的应用也已广泛的研究，如：轻质电池电极、电磁屏蔽设备、防腐膜和传感器。纳米空管由于有着不同的接触面积和一些新颖的性能，尤其在电子、光学、催化、能量储存以及生物等领域有着较大的潜力，因此，吸引了广大学者的研究兴趣。

目前，关于导电聚合物纳米管的制备方法主要有硬模板法、软模板法、微乳液法、掺杂法、共聚法等。例如，聚吡咯纳米管可以通过反相微乳液法(Jang J，Yoon H.ChemicalCommunications，2003，720-721.)或化学气相沉积聚合法在多孔阳极氧化铝模板上(Jang J，0h H J.Chemical Communications，2004，882-883.)制得。聚苯胺纳米管可以通过外掺杂方法(Pinto N J，Carrion P L，Ayala A M，et al.Synthetic Metals，2005，148：271-274)或自掺杂方法(Yunze Long，Lijuan Zhang，Yongjun Ma，et al.Rapid Commun.2003，24，938-942)或加入少量氨基萘磺酸与苯胺共聚的方法(Zhixiang Wei，Meixiang Wan.Journal of Applied Polymer Science，2003，87，1297-1301)制得。然而，上述模板法或乳液法制备纳米结构导电聚合物会产生后处理困难问题，并且在除去模板的过程中可能会导致纳米结构的破坏。因此，寻找一种简易而有效的合成导电聚合物纳米结构的方法仍然是一种具有挑战性的工作。

聚萘二胺是芳香胺导电聚合物中的一种。由于其结构的特殊性，使得聚萘二胺显示出比聚苯胺和聚吡咯更为新颖的多功能性，虽然其聚合机理和性能还没有确定的报道，但在电催化、电显色、传感器和电极修饰材料等方面具有明显不同于目前研究广泛的导电聚苯胺和聚吡咯等的特点。本申请的发明人对芳香萘二胺的文献综述(黄美荣，李新贵，李圣贤.聚萘二胺的合成及其对重金属离子的高效反应吸附.化学进展，2005，17(2)：299-309)已经表明，大多数研究工作都是借助电化学的方法来探索电化学氧化聚合所得聚合物的化学结构，对聚合物的形态结构还未涉及。如Jackowska等用电化学合成了聚1，5-萘二胺(Jackowska K，BukowskaJ，Jamkowski M.J.Electroanal Chem，1995，388：101-108)；Oyama等利用电化学的方法对2，3-萘二胺聚合物和1，8-萘二胺聚合物结构作了一些探索研究(Oyama N，Sato M，OhsakaT.Synthtic.Metals，1989，29：E501-E506)。化学氧化聚合也仅局限在单相聚合介质中合成微米级聚萘二胺粉末。而未见利用化学氧化制备聚萘二胺纳米管的报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种经济有效、简便适用的制备聚1，5-萘二胺纳米管的方法。

本发明采用化学氧化聚合法，不添加任何模板和乳化剂及稳定剂，仅仅使溶解在有机溶剂中的单体与溶解在酸水中的氧化剂在油/水微界面反应，制备聚1，5-萘二胺纳米管。

本发明采取的具体技术方案是：

聚1，5-萘二胺纳米管的制备方法，该方法步骤如下：将1，5-萘二胺单体溶解于碳酸丙二醇酯中，与酸性水溶液进行共混形成油/水微界面后，加入氧化剂溶液，静止，使其反应完全，处理后得到分散在水中的聚1，5-萘二胺纳米管。

聚1，5-萘二胺纳米管的名义聚合反应式如下：

与单体的淡紫色相对照，该聚合物为褐色粉末，具有芳香族导电聚合物的外观特征，预示着聚合物的生成。

经X射线衍射分析，聚1，5-萘二胺聚合物为无定型结构。经UV-vis分析，聚1，5-萘二胺聚合物中存在大π共轭键，预示着聚合物的生成。