[发明专利]一种空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料的制备方法，该方法包括：一、将苯胺、吡咯、曲拉通X‑100和去离子水在0℃搅均，得到透明的混合溶液；二、将混合溶液在5℃～18℃超声；三、向经超声后的混合溶液中加入过硫酸铵溶液在0℃反应得到第一反应液；四、将第一反应液静置在0℃反应得到第二反应液；五、将第二反应液离心沉淀洗涤后干燥得到空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料。本发明以曲拉通X‑100为软模板，以过硫酸铵为氧化剂使得苯胺与吡咯共聚，制备得到空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料，制备工艺简单，无需模板，省略了模板的制备和去除步骤，避免了对空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料结构完整性的破坏，适合于大规模生产。

技术领域

本发明属于高分子导电材料技术领域，具体涉及一种空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料的制备方法。

背景技术

在导电聚合物中，聚苯胺具有原料来源广泛、价格低廉、环境稳定性好、抗腐蚀性能优异等特点，聚吡咯具有易合成、导电性能优异、环境友好等优点。聚苯胺和聚吡咯作为导电聚合物中最具代表性的材料，被广泛应用于气敏传感、电催化、吸波、电磁屏蔽、导电、金属腐蚀防护等领域。然而，单一的高分子聚合物都存在自身的缺点，聚苯胺结构中苯环的存在以及相邻分子链间较强的氢键作用，使其分子链刚性较强，在大多数有机溶剂中溶解性较差。聚吡咯导电稳定性较差，既不溶又不熔，加工困难，极大的限制了其实际应用。

高分子共聚是一种重要的改性方法，能够综合不同单体的优点，获得性能更好的共聚物。目前制备纳米高分子聚合物的方法主要有化学氧化聚合法和电化学聚合法。电化学聚合法通常是采用阳极氧化进行聚合反应，通过控制电流等调控产物形貌，但受限于电极面积，只适用于制备小批量的导电聚合物。化学氧化聚合法操作简单，成本低廉，易于大规模生产。因此，采用化学氧化聚合法制备共聚高分子导电材料具有重要意义。

微纳尺寸导电聚合物空心球在微胶囊包覆、微反应器、药物缓释、生物传感等领域有着广泛的应用前景。通常聚苯胺、聚吡咯空心球都需要采用模板法实现，通过选取合适的模板来实现空心球尺寸的有效控制，反应完成后再将模板去除掉。模板的制备和去除过程复杂，会造成实验重复性降低、内部空心结构破坏等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料的制备方法。该方法以曲拉通X-100为软模板，以过硫酸铵为氧化剂使得苯胺与吡咯这两种单体共聚，制备得到空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料，制备工艺简单，无需模板，省略了模板的制备和去除步骤，避免了对空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料结构完整性的破坏，适合于大规模生产。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将苯胺、吡咯、曲拉通X-100和去离子水搅拌混合均匀，使得漂浮在溶液中的液滴完全消失，得到透明的混合溶液；所述搅拌混合的温度为0℃；

步骤二、将步骤一中得到的混合溶液进行超声处理；所述超声处理的温度为5℃～18℃；

步骤三、向步骤二中经超声处理后的混合溶液中加入过硫酸铵溶液进行反应，得到第一反应液；所述反应的温度为0℃；

步骤四、将步骤三中得到的第一反应液静置进行反应，得到第二反应液；所述反应的温度为0℃；

步骤五、将步骤四中得到的第二反应液进行离心，得到的离心沉淀采用去离子水洗涤后干燥，得到空心球形聚苯胺/吡咯纳米材料。