[发明专利]一种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法。这种超长聚吡咯纳米纤维包括如下步骤：将吡咯单体与溶剂混合，所得吡咯单体溶液与五氧化二钒溶胶反应，再与氧化剂进行反应，得到厘米级长度的聚吡咯纳米纤维。本发明提供了一种具有厘米级长度的聚吡咯纳米纤维的制备方法，此方法具有作简便、易于实现等特点。与传统的粉末状聚吡咯纳米纤维颗粒相比，这种超长导电纳米纤维可直接用于化学、应力、电阻等传感装置。

技术领域

本发明涉及一种聚吡咯纳米纤维，特别是涉及一种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法。

背景技术

导电聚合物聚吡咯具有良好的导电性能、机械性能、化学稳定性以及可加工性能，在电子元器件、传感器、电磁屏蔽以及防腐蚀涂层等领域有着广泛的应用。通过将聚吡咯制备成纳米纤维的形貌，可有效地提升其比表面积，从而进一步提升其性能表现。

现在所使用的聚吡咯纳米纤维的制备方法主要有“界面聚合”、“模板聚合”、以及“种子聚合”等方法。通过这些方法制备的聚吡咯纳米纤维长度一般在几微米左右，直径一般在100纳米左右。如此细微的尺度大大地限制了聚吡咯纳米纤维的成型能力以及在电子元器件上的应用。

发明内容

为了克服现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法，通过该方法可以直接、快速地制备长度可达厘米级的聚吡咯纳米纤维。

为了实现上述的目的，本发明所采取的技术方案是：

一种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法，包括如下步骤：将吡咯单体与溶剂混合，所得吡咯单体溶液与五氧化二钒溶胶反应，再与氧化剂进行反应，得到厘米级长度的聚吡咯纳米纤维。

优选的，这种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法中，吡咯单体与溶剂的体积比为1：(40～80)；进一步优选的，吡咯单体与溶剂的体积比为1：(50～70)。

优选的，这种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法中，溶剂包括盐酸、硫酸、硝酸中的至少一种；进一步优选的，溶剂选自盐酸，或者盐酸与醇水溶液的混合液；再进一步的，所用盐酸的浓度为0.5mol/L～1mol/L，盐酸与醇水溶液的体积比为(2～10)：1，醇水溶液可以选自乙醇和水以体积比1：(3～10)组成的混合液。

优选的，这种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法中，吡咯单体与五氧化二钒溶胶的体积比为1：(0.5～5)；进一步优选的，吡咯单体与五氧化二钒溶胶的体积比为1：(0.8～2)。

本发明这种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法中，选用五氧化二钒溶胶作为预氧化剂以及催化剂，可以提高纳米纤维的生成效率。

优选的，这种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法中，五氧化二钒溶胶是将偏钒酸铵与阳离子交换树脂的水分散液进行反应制得。使用此方法制备的五氧化二钒溶胶在水溶液分散状态下具有纤维状微细结构。

优选的，这种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法中，五氧化二钒溶胶具体的制备方法是：将阳离子交换树脂与水混合，然后加入偏钒酸铵混合均匀，陈化，得到五氧化二钒溶胶。

优选的，五氧化二钒溶胶具体的制备方法中，阳离子交换树脂、水、偏钒酸铵的质量比为1：(10～50)：(0.05～0.2)；进一步优选的，阳离子交换树脂、水、偏钒酸铵的质量比为1：(15～35)：(0.08～0.15)。

优选的，五氧化二钒溶胶具体的制备方法中，阳离子交换树脂为Dowex 50WX8离子交换树脂。

优选的，五氧化二钒溶胶具体的制备方法中，陈化的时间为90天～200天；进一步优选的，陈化的时间为90天～120天。

优选的，这种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法中，吡咯单体与氧化剂的摩尔比为1：(0.3～10)；进一步优选的，吡咯单体与氧化剂的摩尔比为1：(0.33～9.06)。