[发明专利]一种聚苯胺纳米带状复合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，涉及纳米金属和导电聚合物/无机物纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

近年来，把紫外光转化为电能为它在激光、光检测器、场效应晶体管、光敏二极管、光电开关等领域提供了巨大的潜在应用价值。人们已经进行广泛的研究来利用这种便利、干净、环保的紫外光能源。然而，目前报道的紫外光敏材料主要集中在半导体氧化物(比如：氧化锌，二氧化钛、二氧化锡、二氧化锰)或者是用一些在紫外有着高吸收的聚合物来修饰金属氧化物的一些有机/无机复合材料。然而，从另一方面来说，降低材料的成本不仅是合成学发展的动力和要求，也是推动当前先进设备发展的驱动力。如果能得到一些聚合物自身就具有紫外吸收和光敏的特征，不仅可以避免复杂的制备操作过程，而且可以极大程度地加速光电设备的研究。此外，简化的操作过程也可以减少能量的损耗。(Yang，P.；Yan，H.；Mao，S.Adv.Funct.Mater.2002，12(5)，323-331；Huang，Y.；Jahreis，G.；Lucke，C.J.Am.Chem.Soc.2010，132(22)：7578-7579；Wang，X.；Zhou，J.；Song，J.Nano.Lett.2006，6(12)：2768-2772；Ping，J.L.；Zhi，M.L.；Xin，Z.Z.Nano.Lett.2009，9(1)：7-11；Soci，C.；Zhang，A.；Xiang，Bl.Nano.Lett.2007，7(4)：1003-1009)。聚苯胺作为一种有着重大应用前景的功能材料，它制备简便，成本低廉、较好的化学稳定性、机械弹性和导电能力，以及较轻的重量使聚苯胺在光电方面很有吸引力。尽管已经有一些工作把光敏材料引入到聚苯胺的分子链中，或者氧化物，如：氧化锌、二氧化锰通过采用聚苯胺进行修饰，以期望获得光敏性质，但在这些报道中聚苯胺都是作为一种附属材料，为氧化物等提供电子运动的桥梁。因此，除了聚苯胺修饰的氧化物，或者进行光敏分子接枝的报告，关于聚苯胺本身具有紫外光敏性质的工作却未见报道。(Yang，S.X.；Yang，H.Y.；Ma.H.Y. Chem.Commun.2011，47，2619-2621；Yue，J.；Epstein，A.J.J.Am.Chem.Soc.1990，112(7)：2800-2801；Huang，J.；Kaner，R.B.J.Am.Chem.Soc.2004，126(3)：851-855；Gong，J.；Li，Y.；Chai，X.J.Phys.Chem.C 2010，114(21)，9970-9974；Gong，J.；Li，Y.；Deng，Y.Phys.Chem.Chem.Phys.2010，12(45)：14864-14867；Lao，C.S.；Kuang，Q.；Wang，Z.Ll.J.Appl.Phys.Lett.2007，90，262107：1-3.)。通过冷冻自组装聚合法得到了聚苯胺的紫外光敏材料。由于多酸和聚合物相比具有较强的得电子能力和较强的电子导出能力，聚苯胺由于结构的无序性存在大量载流子陷阱，金属银纳米粒子作为“杂质”粒子就可以对聚苯胺进行电荷注入，这样就可以使聚苯胺借助于银纳米粒子的作用而捕获大量电荷。再经由多酸导出，从而有效地降低了聚苯胺中电子空穴对的耦合速率，使聚苯胺的紫外光敏性质得到实现，多酸和金属粒子的同时引入也打开了聚合物光敏功能材料新的研究方向。这类材料的合成与探索，特别是同时引入多酸和金属银粒子的思路合成聚苯胺紫外光敏材料对本研究领域，进而对开发新性能导电聚合物光电材料将会产生很大的影响，并为材料科学领域注入强大的生命力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好紫外光敏性质的聚苯胺/银复合纳米带及其制备方法。

本发明所述的基于银纳米粒子和多金属氧酸盐(POMs)掺杂的纳米带状导电聚合物复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1、在40mL去离子水中，依次加入H₄SiW₁₂O₄₀，硝酸银，苯胺，常温磁性搅拌均匀，然后加入温和氧化剂硝酸铁搅拌均匀密封，放置冰箱。

苯胺、多酸和氧化剂的质量比为1∶4∶3～1∶4∶4；所述的硝酸银和苯胺的摩尔比为4∶5～1∶1。

2、聚合温度在-10--18℃，保持20-30天。

上述所说的银纳米粒子和多金属氧酸盐(POMs)掺杂的纳米带状导电聚合物复合材料，其特征在于复合物是具有纳米带状结构；带的直径为～800nm；带的长度～90μm。