[发明专利]一种电形成法制备聚邻苯二胺纳米带的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚邻苯二胺纳米带的制备方法，具体涉及一种用电形成法在水相环境中制备聚邻苯二胺纳米带的方法。

背景技术

聚邻苯二胺作为导电聚合物的重要组成部分，与苯胺相比具有更多的再修饰官能团，其优良的光电性能和可加工性使其在传感器、电催化、电极修饰等方面都有巨大的应用潜力。聚邻苯二胺纳米带具有较大的长径比，通过控制其宽度和长度可对其光电性能进行调节。传统的合成聚邻苯二胺纳米带的方法需要引入氧化剂和引发剂，且对其长度和宽度的调节有限，导致所制备的聚邻苯二胺纳米带含有大量的杂质且形貌不均一，因此发明一种操作简单，可重复性好且产率高的聚邻苯二胺纳米带的方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种电形成法制备聚邻苯二胺纳米带的方法，该方法通过对电压、频率和反应溶液的控制，可以在室温条件下得到高产率的、形貌均一的聚邻苯二胺纳米带，而且对聚邻苯二胺纳米带的应用和形成机理研究具有重要的现实意义。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电形成法制备聚邻苯二胺纳米带的方法，包括如下步骤：

一、将1.0ml、0.09～0.12mol/L的邻苯二胺溶液加入到1.0ml、0.10～0.14mol/L的HCl溶液中，加入1.0ml、3～3.09mol/L的NaCl或KCl溶液，搅拌均匀，得到混合溶液；

二、取上述混合溶液于电形成法反应装置中，施加电压为2～6V、频率为5～12Hz的电场，反应0.5～1.5h后，即得聚邻苯二胺纳米带。

相比于现有技术，本发明具有以下优点：

1、采用电形成法，避免了氧化剂的使用所造成的氧化剂残留所导致的产物不纯等问题；

2、通过控制电场的电压和频率可以有效的控制反应溶液中聚邻苯二胺低聚体的量从而控制其组装；

3、本发明对反应溶液的成分进行了优化，通过加入NaCl溶液来克服反应过程中由于聚邻苯二胺低聚体间的静电排斥作用导致的不发生一维组装的问题；

4、通过该工艺合成的纳米带形貌均一，宽度差别小，可重复性好；

5、所有步骤均在室温条件下进行，无需加热；

6、操作简单，设备简易，容易控制，反应时间短，重复性好，可进行大量生产；

7、通过本发明所制备的聚邻苯二胺纳米带可在超级电容器、生物传感器等领域有巨大的潜在应用价值。

附图说明

图1为电形成法反应装置示意图，1-ITO导电玻璃，2-聚四氟乙烯中空槽；

图2为本发明实施例1所制备聚邻苯二胺纳米带光学显微镜形貌图；

图3为本发明实施例2所制备聚邻苯二胺纳米带光学显微镜形貌图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

实施例1：

如图1所示，电形成法反应装置由ITO导电玻璃1和聚四氟乙烯中空槽2构成，两块ITO导电玻璃1之间设置有聚四氟乙烯中空槽2。

将1.0ml、0.1mol/L的邻苯二胺溶液加入到1.0ml、0.12mol/L的HCl溶液中，加入1.0ml、3.09mol/L的NaCl溶液，搅拌均匀。取1.35ml上述混合溶液于聚四氟乙烯中空槽2中，电场发生器在电形成法反应装置的ITO导电玻璃1两端施加电压为5V、频率为10Hz的电场，反应1h后，溶液中出现大量肉眼可见的絮状沉淀，即得聚邻苯二胺纳米带（图2）。

实施例2:

将1.0ml、0.9mol/L的邻苯二胺溶液加入到1.0ml、0.12mol/L的HCl溶液中，加入1.0ml、3.09mol/L的KCl溶液，搅拌均匀。取1.35ml上述混合溶液于聚四氟乙烯中空槽中，电场发生器在装置的ITO导电玻璃两端施加电压为3V、频率为8Hz的电场，反应1h后，溶液中出现大量肉眼可见的絮状沉淀，即得聚邻苯二胺纳米带（图3）。