[发明专利]一种稀土钕配合物/聚苯胺复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种钕配合物/聚苯胺复合材料的制备方法。该制备方法首先采用溶液沉淀法，制备出稀土金属钕掺杂对氯苯甲酸的稀土有机羧酸配合物，然后采用化学氧化法制备了L‑脯氨酸掺杂的聚苯胺，最后将L‑脯氨酸掺杂的聚苯胺与稀土有机羧酸配合物复合得到上述复合材料。本方法合成的复合材料具有良好紫外光遮蔽性，可作为紫外线吸收剂使用。本方法制备工艺简单、可操作性强、实验周期短，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米材料合成领域，具体涉及一种稀土钕配合物/聚苯胺复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

常用的紫外线吸收剂有二苯甲酮、苯并三唑类、三嗪类等三大类。二苯甲酮类化合物存在光稳定性低、易被氧化变色等不足；苯并三唑类对紫外线吸收率高、稳定性强，是目前市场上产量最大、使用最多的一类紫外线吸收剂。但其合成工艺较复杂、对设备要求高，而且还需要与受阻胺光稳定剂协同作用；三嗪类化合物虽然吸收紫外线范围较宽，但容易吸收部分可见光，使制品泛黄。这些问题严重制约了其应用和发展。因此，人们对紫外线吸收剂提出了新的结构和性能的要求，期待稳定高效的产品出现。

聚苯胺具有使用成本低廉、合成方法成熟简单、化学稳定性好、环境友好、优良的光、电性能及应用范围广等优点，已成为最有前途的聚合物之一。单纯的聚苯胺虽然具备了作为紫外吸收剂的结构特征，并且能够吸收290～400nm波长范围的紫外光，但其吸光强度相对较低。稀土配合物大都具有独特的化学以及物理性质，因而在光、电、磁等领域得到广泛的发展和应用，被誉为新材料的宝库。光性能是其最突出的一项。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术缺陷，因此，我们将聚苯胺和稀土配合物复合，得到集二者优异性能于一体的复合材料，极大地改善了聚苯胺吸光强度弱的缺陷，获得了新型的紫外吸收剂。本发明提供一种新型的紫外吸收剂的制备方法。通过溶液沉淀法，制备出稀土金属钕掺杂对氯苯甲酸的稀土有机羧酸配合物；采用化学氧化法制备了L-脯氨酸掺杂的聚苯胺；将L-脯氨酸掺杂的聚苯胺与稀土有机羧酸配合物复合得到复合材料。

本发明制备的复合材料包括以下步骤：

(1)将对氯苯甲酸和1,10-邻菲罗啉在搅拌下加入无水乙醇中。然后用弱碱调节溶液的pH为中性。将Nd前驱体缓慢加入溶液中，立即产生沉淀，搅拌2～4h，静置12～24h。减压抽滤，于60～70℃环境下干燥至恒重，得到Nd配合物。

(2)将L-脯氨酸溶解，然后将苯胺单体和步骤(1)产物加入，继续搅拌30～60min，使其混合均匀。另外将过硫酸铵水溶液倒入混合溶液中，搅拌0.5～1h使二者充分混合，静置12～24h。无水乙醇、去离子水洗涤至中性、减压抽滤、于60～70℃环境下干燥至恒重，得到Nd配合物/聚苯胺复合材料。

进一步地，所述步骤(1)中对氯苯甲酸和1,10-邻菲罗啉物质的量比为(3～5)：1；所述Nd前驱体物质中含Nd的物质的量与对氯苯甲酸和1,10-邻菲罗啉总物质的量比为1：4。

进一步地，所述步骤(1)中Nd前驱体为含有Nd³⁺离子的盐。

进一步地，所述步骤(1)中弱碱为氨水、碳酸氢钠、尿素。

进一步地，所述步骤(1)中弱碱调节溶液的pH为6～7。

进一步地，所述步骤(1)和(2)中干燥箱温度范围在60～70℃之间，干燥时间为24h。

进一步地，所述步骤(2)中苯胺单体和步骤(1)产物质量比为(0.5～2.5):1；所述苯胺单体和过硫酸铵水溶液物质的量比为(0.4～1.25):1；所述苯胺单体与L-脯氨酸水溶液中的L-脯氨酸物质的量比为(2.5～3.2):1。

本发明另一方面提供一种上述制备方法制备的钕配合物/聚苯胺复合材料。