当前位置: 首页 > 专利查询>吉林大学专利>正文

吡咯与3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列及制备方法技术

技术编号:15332181 阅读:101 留言:0更新日期:2017-05-16 15:18
本发明专利技术提供一种吡咯与3,4‑乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列,本发明专利技术同时还公开了其制备方法,涉及高分子共聚,纳米阵列,导电高分子材料,高分子电容器等多个技术领域。本发明专利技术制备得到的PPE纳米线阵列最高电流密度、放电时间、比电容、电容保持率,明显大于吡咯以及3,4‑乙烯二氧噻吩均聚物的电流密度。聚3,4‑乙烯二氧噻吩和聚吡咯的区别很多,聚3,4‑乙烯二氧噻吩电学性能远远弱于聚吡咯,同时其聚3,4‑乙烯二氧噻吩的尺寸较大,在聚合时2个环状基团会垂直于纳米线阵列分布在其周围。

3,4 two vinyl pyrrole and thiophene copolymer oxygen nanowire array and preparation method

The invention provides a 3,4 ethylene two pyrrole and thiophene copolymer oxygen nanowire arrays, the invention also discloses a preparation method of polymer, copolymer, nano array, a plurality of conductive polymer materials, the technical field of polymer capacitors. The prepared PPE nanowire arrays with the highest current density, discharge time, capacitance, capacitance retention rate, current density was significantly greater than 3,4 ethylene two pyrrole and thiophene oxygen homopolymer. The difference between poly 3,4 two oxygen ethylene thiophene and polypyrrole, poly ethylene 3,4 two oxygen thiophene electrical properties is far weaker than the size of the polypyrrole, poly 3,4 two oxygen ethylene thiophene large during the polymerization, 2 cyclic groups will be perpendicular to the nanowire arrays are distributed on the periphery.

【技术实现步骤摘要】
吡咯与3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列及制备方法
本专利技术提供一种吡咯与3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列,本专利技术同时还公开了其制备方法,涉及高分子共聚,纳米阵列,导电高分子材料,高分子电容器等多个

技术介绍
口腔种植牙修复过程中最常见的问题是骨量不足,如何保持骨量,促进骨修复是重要问题。由于软组织生长速度远远高于骨组织,软组织生长会妨碍骨组织的生长。寻找一种超薄屏障膜用于分隔软硬组织,一方面阻挡软组织生长,另一方面维持骨组织生长的空间,对于保存骨量有重要意义。进一步地,该屏障膜如果同时具备功能修饰和负载药物等功能,其即可在维持骨组织空间的同时,促进骨组织的修复和生长。在负载药物方面,传统的多孔材料的孔道尺寸、形状对药物的吸附释放效果有着显著的影响。一种多孔材料对某一种或某几种药物的载药效果很好,而对于其它药物效果可能很差。通过物理吸附、电化学吸附等手段提高载药效果已为人们所关注,然而物理吸附的效果有限,电化学吸附的效果则有赖于材料本身的性质。纳米线阵列指的是大量纳米线沿某一方向排成的一个整齐有序的结构,纳米线阵列形成后,沿着纳米线方向的化学活性与其它方向会产生很大的区别。比如,带电粒子的移动速度,交换频率等。高分子导电材料:一类具有导电功能(包括半导电性、金属导电性和超导电性)、的聚合物材料。高分子导电材料具有密度小、易加工、耐腐蚀、可大面积成膜以及电导率可在十多个数量级的范围内进行调节等特点,不仅可作为多种金属材料和无机导电材料的代用品,而且已成为许多先进工业部门和尖端
不可缺少的一类材料。
技术实现思路
本专利技术提供一种吡咯与3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列,为一种新的有序垂直排的列聚纳米线阵列(PPE纳米线阵列),具有典型的电容特性,最高电流密度、放电时间、比电容、电容保持率,明显大于吡咯以及3,4-乙烯二氧噻吩均聚物的电流密度。本专利技术进一步公开了吡咯与3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列的制备方法,采用同位电化学共聚技术和模板法,提高其负载量,延长释放时间,同时还可以多次负载多种药物,使药物分层沉积在纳米阵列中。本专利技术所述的一种吡咯和3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列的制备方法,包括如下步骤:1)多孔氧化铝模板的预处理:将一层Au溅射到多孔氧化铝模板的底面上;2)配制共聚沉积反应溶液:将吡咯、3,4-乙烯二氧噻吩和LiClO4加入到色谱纯的乙腈溶液中,充分分散,吡咯浓度为5-20mmol/L,3,4-乙烯二氧噻吩浓度为70-150mmol/L,LiClO4的浓度为0.05-0.5mol/L;3)共聚沉积反应:使用三电极电化学沉积系统,将氧化铝模板覆盖Au层的底面朝下放入电解槽作为工作电极,银/氯化银电极作为参比电极,铂箔作为对电极;将步骤2)配制的共聚沉积反应溶液加入到电解槽中,充分浸渍氧化铝模板,采用循环伏安法,扫描速率为0.05V·S-1,反应一定时间;4)模板去除:反应结束后,氧化铝模板由0.5-5mol/L的NaOH溶液选择性溶解,得到的产物用去离子水和乙醇交替冲洗几次,在室温下置于空气中干燥,即得共聚纳米线阵列。2、权利要求1所述的制备方法,其特征在于,Au溅射层的厚度约为1μm。本专利技术所述一种吡咯和3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列的制备方法,其特征在于:步骤1)涉及的Au溅射层的厚度1~3μm;涉及的氧化铝模板具有直径为200纳米的孔,氧化铝模板的厚度为60毫米。本专利技术所述一种吡咯和3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列的制备方法,其特征在于;步骤2)中吡咯优选浓度为10mmol/L,3,4-乙烯二氧噻吩优选浓度为90mmol/L,LiClO4的优选浓度为0.1mol/L。本专利技术所述一种吡咯和3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列的制备方法,其特征在于:步骤3)中浸渍时间为2h,反应时间为0.5-3h。本专利技术所述一种吡咯和3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列的制备方法,其特征在于:步骤4)中NaOH溶液浓度为2mol/L。本专利技术一种超级电容器,其特征在于,采用权利要求1~7所述吡咯和3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列作为电极材料。本专利技术的积极效果在于:本专利技术制备得到的PPE纳米线阵列具有典型的电容特性,最高电流密度、放电时间、比电容、电容保持率,明显大于吡咯以及3,4-乙烯二氧噻吩均聚物的电流密度。聚3,4-乙烯二氧噻吩和聚吡咯的区别很多,聚3,4-乙烯二氧噻吩电学性能远远弱于聚吡咯,同时其聚3,4-乙烯二氧噻吩的尺寸较大,在聚合时2个环状基团会垂直于纳米线阵列分布在其周围。电化学性能的增强有赖于2种高分子单体间的协同作用,离子和电解液可以在PPE纳米线阵列所构成的丰富的孔道中快速传输,共聚形成的高分子导电材料具有更优的电学性能,各项电学性能均优于单一的导电高分子材料。PPE纳米线阵列具有极高的循环稳定性,制备的电容非常稳定,质量可靠。另外,此材料无毒无刺激,生物相容性好,适宜植入体内。本专利技术所述纳米线阵列层结构的超薄屏障膜可以用于分隔软硬组织,一方面阻挡软组织生长,另一方面维持骨组织生长的空间,对于保存骨量有重要意义。进一步地,纳米线阵列比表面积大,可以进行功能修饰和负载药物等,维持骨组织空间的同时,还能促进骨组织的修复和生长。本专利技术的纳米线阵列可以通过其柔性很好的适应不同尺寸的药物。为保证吸附效果,并避免药物仅仅停留在阵列表面以及释放速度过快,本专利技术所述纳米线阵列可通过电化学的方法,通过电场力将药物运输到阵列的深处,提高其负载量,延长释放时间,同时还可以多次负载多种药物,使药物分层沉积在纳米阵列中,这就对形成纳米阵列的材料的电化学性能提出了更高的要求。附图说明图1,高度有序竖直排列PPE/聚吡咯/聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米线阵列的合成途径:左侧第一个图中,上方主体为氧化铝模板,最底层为镀金层,中间图为两种单体的电化学沉积共聚,最右侧图为去除模板后得到了PPE纳米线阵列。图2,a,b)PPE纳米线阵列侧视图和俯视图;c)一根PPE纳米线的SEM照片;d)PPE纳米线的高倍TEM照片;e)各种元素的STEM图谱;f)三种阵列的元素比例。图3,a)超级电容的模型,(1)为导电的金箔层,(2)为纳米线阵列,(3)为分隔层;b)不同扫描速率下PPE纳米线阵列的循环伏安曲线;c)不同扫描速率下聚吡咯纳米线阵列的循环伏安曲线;位于中间,0A/g附近的两条曲线为10mV/s,位于其上下与之接近的2条曲线为50mV/s,最高和最低的为100mV/s。d)不同扫描速率下聚3,4-乙烯二氧噻吩纳米线阵列的循环伏安曲线,0A/g附近的两条曲线为10mV/s,位于其上下与之接近的2条曲线为50mV/s,最高和最低的为100mV/s。图4a)PPE,聚吡咯和聚3,4-乙烯二氧噻吩恒电流充放电曲线,电流密度为1A·g–1;b)8A·g–1下5000次循环稳定性测试图;c)不同电流密度下PPE,聚吡咯和聚3,4-乙烯二氧噻吩的比电容曲线;d)PPE,聚吡咯和聚3,4-乙烯二氧噻吩的能量比较图,电解质溶液为0.1mol/L的LiClO4溶液。图5a)PPE纳米线阵列的交流阻抗谱,交流电压峰值为5mV;b)不同电流密度下测定的PPE纳米线阵列的充放电曲线,从左到右依次为8.0A·g–1,5.0A本文档来自技高网...
吡咯与3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列及制备方法

【技术保护点】
一种吡咯和3,4‑乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列,其特征在于通过以下方法制备的:1)多孔氧化铝模板的预处理:将一层Au溅射到多孔氧化铝模板的底面上;2)配制共聚沉积反应溶液:将吡咯、3,4‑乙烯二氧噻吩和LiClO

【技术特征摘要】
1.一种吡咯和3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列,其特征在于通过以下方法制备的:1)多孔氧化铝模板的预处理:将一层Au溅射到多孔氧化铝模板的底面上;2)配制共聚沉积反应溶液:将吡咯、3,4-乙烯二氧噻吩和LiClO4加入到色谱纯的乙腈溶液中,充分分散,吡咯浓度为5-20mmol/L,3,4-乙烯二氧噻吩浓度为70-150mmol/L,LiClO4的浓度为0.05-0.5mol/L;3)共聚沉积反应:使用三电极电化学沉积系统,将氧化铝模板覆盖Au层的底面朝下放入电解槽作为工作电极,银/氯化银电极作为参比电极,铂箔作为对电极;将步骤2)配制的共聚沉积反应溶液加入到电解槽中,充分浸渍氧化铝模板,采用循环伏安法,扫描速率为0.05V·S-1,反应一定时间;4)模板去除:反应结束后,氧化铝模板由0.5-5mol/L的NaOH溶液选择性溶解,得到的产物用去离子水和乙醇交替冲洗几次,在室温下置于空气中干燥,即得共聚纳米线阵列。2.一种吡咯和3,4-乙烯二氧噻吩共聚纳米线阵列,其特征在于包括如下步骤:1)多孔氧化铝模板的预处理:将一层Au溅射到多孔氧化铝模板的底面上;2)配制共聚沉积反应溶液:将吡咯、3,4-乙烯二氧噻吩和LiClO4加入到色谱纯的乙腈溶液中,充分分散,吡咯浓度为5-20mmol/L,3,4-乙烯二氧噻吩浓度为70-150mmol/L,LiClO4的浓度为0.05-0.5mol/L;3)共聚沉积反应:使用三电极电化学沉积系统,将...

【专利技术属性】
技术研发人员:钱明王敏程梁
申请(专利权)人:吉林大学
类型:发明
国别省市:吉林,22

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1