[发明专利]具有形貌遗传的纳米聚苯胺材料及其电化学制备方法

权利要求书

1.一种具有形貌遗传能力的纳米聚苯胺材料，其特征在于通过以下电化学方法制备而得：第一步，将苯胺和掺杂酸I加到水中，搅拌形成均匀透明的苯胺的掺杂酸I溶液；

第二步，电化学合成：在三电极体系内，将苯胺的掺杂酸I溶液加到电解池中，在工作电极上进行电化学方法合成制备得到掺杂酸I掺杂的纳米结构的聚苯胺材料，电化学合成完毕，大量的水冲洗，去除表面附着的反应物，得到掺杂酸I掺杂的聚苯胺修饰电极；

第三步，将上述修饰电极作为工作电极，放在盛有掺杂酸II的水溶液中，采用循环伏安法电解至循环伏安图形稳定，最后反应停止在+0.3V，相对于饱和甘汞电极；

第四步，冲洗上述电极，即得形貌与第二步所得掺杂酸I掺杂的聚苯胺纳米结构一样的掺杂酸II掺杂的聚苯胺材料。

2.一种具有形貌遗传能力的纳米聚苯胺材料的电化学制备方法，其特征在于步骤如下：第一步，将苯胺和掺杂酸I加到水中，搅拌形成均匀透明的苯胺的掺杂酸I溶液；

第二步，电化学合成：在三电极体系内，将苯胺的掺杂酸I溶液加到电解池中，在工作电极上进行电化学方法合成制备得到掺杂酸I掺杂的纳米结构的聚苯胺材料，电化学合成完毕，大量的水冲洗，去除表面附着的反应物，得到掺杂酸I掺杂的聚苯胺修饰电极；其中电化学测试温度为5～30℃；

第三步，将上述修饰电极作为工作电极，放在盛有掺杂酸II的水溶液中，采用循环伏安法电解至循环伏安图形稳定，最后反应停止在+0.3V，相对于饱和甘汞电极；

第四步，冲洗上述电极，即得形貌与第二步所得掺杂酸I掺杂的聚苯胺纳米结构一样的掺杂酸II掺杂的聚苯胺材料。

3.根据权利要求2所述的具有形貌遗传能力的纳米聚苯胺材料的电化学制备方法，其特征在于：苯胺单体浓度为0.1～0.5mol/L；掺杂酸I和II的浓度为0.5～2mol/L；苯胺与掺杂酸I的摩尔比为1∶1～1∶10。

4.根据权利要求2或3所述的具有形貌遗传能力的纳米聚苯胺材料的电化学制备方法，其特征在于：掺杂酸I和II为无机或有机酸，掺杂酸I的阴离子半径要比掺杂酸II的大，其中无机酸为盐酸、硫酸或磷酸；有机酸为樟脑磺酸、对甲苯磺酸或聚有机酸。

5.根据权利要求2所述的具有形貌遗传能力的纳米聚苯胺材料的电化学制备方法，其特征在于：电化学电解池是三电极系统，导电玻璃、不锈钢片、铂电极或金电极作为工作电极，铂片或铂丝作为对电极，饱和甘汞电极或银、氯化银电极为参比电极。

6.根据权利要求2或3所述的具有形貌遗传能力的纳米聚苯胺材料的电化学制备方法，其特征在于：掺杂酸I掺杂聚苯胺的电化学合成方法是恒电流、恒电位、脉冲电流和循环伏安法聚合中的任一种，所述的恒电流法聚合中，电流密度控制在0.01～1.5mA/cm²；恒电位法聚合中，电位控制在0.6～1.0V；循环伏安法中，电位范围-0.2～1.1V，扫描速率控制在50～150mV/s；脉冲电流法中，通断比控制在1∶1～10∶1；所有电位相对于饱和甘汞电极而言。

7.根据权利要求2或3所述的具有形貌遗传能力的纳米聚苯胺材料的电化学制备方法，其特征在于：形貌遗传的掺杂酸-II掺杂聚苯胺由循环伏安法得到，电位扫描范围-0.2～1.0V，相对于饱和甘汞电极，扫描速率控制在5～200mV/s。