The invention discloses a core-shell structure conductive nanofiber and a preparation method thereof, belonging to the field of polymer materials. The method includes the following steps: firstly, the cellulose is dissolved in the solvent to form a certain concentration of spinning solution, and then the cellulose core layer nanofibers are prepared by electrospinning under certain technological parameters with electrostatic spinning equipment; secondly, deionized water and doped acid are added into the reactor to stir and dissolve the cellulose core layer nanofibers. A certain amount of aniline monomer was dripped into the reactor, and aniline was dispersed completely in the aqueous solution of doped acid by continuous stirring. Thirdly, the cellulose core layer nanofibers were immersed completely in the mixed solution of aniline. The reactor was stationary for a certain time at room temperature, and then the reactor was dripped into a certain quality of initiator solution at constant temperature to low temperature. The conductive nanofibers with core-shell structure of cellulose/polyaniline were prepared by the polymerization reaction after a certain time, ultrasonic cleaning, anhydrous ethanol cleaning and distilled water washing, and vacuum drying.
【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构导电纳米纤维及其制备方法
本专利技术属于高分子材料领域,涉及一种核壳结构导电纳米纤维的制备方法,更具体地说,是涉及一种以纤维素和苯胺单体为原料的导电纳米纤维及其制备方法。
技术介绍
聚苯胺是一种应用最广的导电聚合物,其既具有金属和无机半导体的电学和光学特性,又具有有机聚合物柔韧的机械性能和可加工性,还具有电化学的氧化还原活性。将聚苯胺制备成纳米纤维,可极大提高其比表面积和电化学活性。但是,聚苯胺的可纺性较差,单独纺丝难以形成连续稳定的纳米纤维。Shahi等以苯胺为单体原料,在氧化剂过硫酸铵存在条件下,通过化学聚合法得到掺杂的聚苯胺,再用氨水脱掺杂处理制备了本征态聚苯胺。将其溶解于N-甲基吡咯烷酮中进行静电纺丝,但收集到的不是聚苯胺纤维而是微-纳米粒子。可能是纺丝液的黏性及表面张力不够大,可纺性差,在较强静电力的拉伸作用下崩裂成珠粒。为了制备聚苯胺导电纳米纤维,更多的方法是把聚苯胺粒子混合在聚合物基体中进行静电纺丝:Im等人利用静电纺装置制得了聚苯胺/聚氧化乙烯-多壁碳纳米管复合纳米纤维。通过直接氟化法对其表面进行改性处理,增强多壁碳纳米管在复合电纺纤维中的分散性和粘合性,从而改善电磁干扰屏蔽效率。Babu等人利用静电纺技术,制备了盐酸掺杂的聚苯胺/聚甲基丙烯酸甲酯复合纳米纤维。纤维的交流电导率随聚苯胺含量的变大显著增强。Neubert等人结合了静电纺丝和静电喷雾技术,制备出樟脑磺酸掺杂且含有二氧化钛纳米粒子的聚苯胺/聚氧化乙烯催化过滤纤维膜,TiO2纳米粒子沉积在纤维表面,而不聚集在膜的孔隙处。二氧化钛纳米粒子在纤维表面上的吸附和分散程度依赖溶 ...
【技术保护点】
1.一种核壳结构导电纳米纤维,其特征为,它由静电纺丝先制备核层纤维素纳米纤维,再通过原位聚合在核层纤维素纳米纤维表面聚合壳层聚苯胺纳米粒子组成的。
【技术特征摘要】
1.一种核壳结构导电纳米纤维,其特征为,它由静电纺丝先制备核层纤维素纳米纤维,再通过原位聚合在核层纤维素纳米纤维表面聚合壳层聚苯胺纳米粒子组成的。2.一种核壳结构导电纳米纤维及其制备方法,其特征是它包括下列步骤:(1)在室温下将分子量为20~60万的纤维素溶解于溶剂中,磁力搅拌6h,配制成质量体积分数为1~5%的纺丝溶液;(2)将步骤(1)获得的纺丝溶液加入到注射器中,并将其固定在微量注射泵上,采用滚筒进行接收,高压静电调节范围10~30kV,注射泵流速0.05~0.15mL/h,接收距离15~30cm,获得直径为120~240nm的纤维素核层纳米纤维;(3)将反应器抽真空,用干燥的纯氮气反复冲洗3次,保证无残余空气和水分;苯胺单体采用真空过滤,然后氮气脱气后密封备用;(4)在搅拌、氮气保护条件下,将掺杂酸溶于去离子水配置成掺杂酸水溶液、将引发剂溶于溶剂中配置成引发剂溶液;(5)在搅拌、氮气保护条件下,将掺杂酸水溶液加入反应器中,静置10min后,滴入苯胺单体,充分搅使,掺杂酸与苯胺单体的用量...
【专利技术属性】
技术研发人员:蔡志江,朱聪,何诗琦,
申请(专利权)人:天津工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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