4,4′-ODL-MIP/PANI的制备及测试方法技术

本发明专利技术公开了一种4,4'‑ODL‑MIP/PANI的制备方法，包括：制备G‑PEC电极；在G‑PEC电极表面制备4,4'‑ODL‑MIP‑G‑PEC印迹聚合物薄膜电极；在4,4'‑ODL‑MIP‑G‑PEC印迹聚合物薄膜电极上聚合PANI，得到4,4’‑ODL‑MIP/PANI。本发明专利技术还公开了一种计算制得的4,4'‑ODL‑MIP/PANI的荷电量值和电化学阻抗性能的测试方法。本发明专利技术采用电化学方法在G‑PEC表面形成掺杂聚苯胺的印迹聚合物表面层，即44,4’‑ODL‑MIP/PANI，作为新型纳米材料，其具有比表面积大、重量轻、成本低、化学稳定性好、电阻率小、导电性能好等优点。

Preparation and Test Method of 4,4'-ODL-MIP/PANI

The invention discloses a preparation method of 4,4'ODL_MIP/PANI, including: preparing G_PEC electrode; preparing 4,4' ODL_MIP_G_PEC imprinted polymer film electrode on the surface of G_PEC electrode; polymerizing PANI on 4,4'ODL_MIP_G_PEC imprinted polymer film electrode, and obtaining 4,4' ODL_MIP/PANI. The invention also discloses a method for measuring the charge value and electrochemical impedance performance of 4,4'ODL MIP/PANI prepared by calculation. The invention adopts electrochemical method to form an imprinted polymer surface layer doped with polyaniline on the surface of G PEC, namely 44,4'ODL MIP/PANI. As a new nanometer material, it has the advantages of large specific surface area, light weight, low cost, good chemical stability, low resistivity and good conductivity.

【技术实现步骤摘要】
4,4′-ODL-MIP/PANI的制备及测试方法
本专利技术属于导电材料制备
，具体涉及一种4,4′-ODL-MIP/PANI复合材料的制备方法，还涉及对上述制备得到的复合材料的电化学性能测试方法。
技术介绍
聚苯胺(PANI)是一种合成简单、介电常数大、伏安性能好、重量轻、化学稳定性好、储存电量能力强、力学性能及掺杂特性优良的一种常用导电聚合物。4,4′-二氨基二苯醚(4,4′-ODL-MIP)是合成医药、染料、绝缘材料和阻燃材料的精细化工中间体。该物质合成的树脂、聚酰亚胺树脂具有热稳定性高、介电性能强、机械性能优异等特点。分子印迹聚合物是以特定分子为模板，在一定溶液中使其与功能单体结合，从而在特定的模板分子周围形成具有高度选择性的固态高分子聚合物，反应完成后去除模板分子，聚合物表面即可形成与模板分子空间结构相匹配的、具有多重作用点的印迹空穴。然而，分子印迹技术因具有高选择性和特异识别性，常应用于色谱分离、膜分离技术、药物分析、食品检测、化学/生物传感器等众多领域，但至今为止，还没有出现涉及探索这些具有多重作用点的空穴是否具有捕捉电磁波性能的报道，因而对这一空白的探索是非常有必要的。电化学合成技术在制备聚合物膜材料时可以通过改变电化学参数来调节控制聚合物膜的厚度和均匀性，而且操作简单、危险小，制备的聚苯胺无需分离提纯，工艺过程符合绿色环保，无污染的合成要求，且可以一步完成对聚苯胺的掺杂；因此选择电化学法制备4,4′-ODL-MIP/PANI最佳制备工艺是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种4,4′-ODL-MIP/PANI的制备方法，将聚苯胺导电聚合物的可控电导率结构与4,4′-ODL可循环再生分子印迹空穴结构相结合，通过改变复合材料的结构来提高复合材料整体的电化学性能。本专利技术的目的还在于提供一种对上述方法制备的4,4′-ODL-MIP/PANI的电化学特性的测试方法。本专利技术所采用的一种技术方案是：4,4′-ODL-MIP/PANI的制备方法，包括以下步骤：步骤1，利用铅笔芯和石墨烯粉制备G-PEC并进行预处理后将导电丝缠绕于所述G-PEC制成G-PEC电极；步骤2，在所述G-PEC电极表面制备4,4′-ODL-MIP-G-PEC印迹聚合物薄膜电极；步骤3，在4,4′-ODL-MIP-G-PEC印记聚合物薄膜电极上聚合PANI，得到所述4,4′-ODL-MIP/PANI。进一步地，所述步骤1具体为：步骤1.1，清洗铅笔芯；步骤1.2，按照每10ml蒸馏水加入0.1～10mg石墨烯粉末的比例，将石墨烯粉末加入蒸馏水中进行超声分散处理，得到均匀的石墨烯水溶液；按照每10ml熔融石蜡溶液中加入0.1～10mg石墨烯粉末的比例，将石墨烯粉末加入熔融石蜡溶液中进行超声分散处理，得到均匀的石墨烯石蜡溶液；将经过步骤1.1清洗的铅笔芯先在所述石墨烯水溶液中浸泡一段时间再取出烘干，然后再在所述石墨烯石蜡溶液中浸泡一段时间，再取出烘干即得所述G-PEC；步骤1.3，对所述G-PEC进行预处理，具体为将所述G-PEC进行抛光后，利用无水乙醇和蒸馏水分别进行超声清洗，最后晾干；步骤1.4，将导电丝缠绕于经过步骤1.3预处理后的G-PEC上，制成所述G-PEC电极。更进一步地，所述步骤1.1清洗铅笔芯具体为：将所述铅笔芯在酸性溶液中浸泡一段时间，然后在无水乙醇进行浸泡一段时间，最后利用蒸馏水进行清洗、晾干。进一步地，所述步骤2具体为：步骤2.1，采用三电极体系，将所述G-PEC电极作为工作电极，然后将三电极分别与电化学工作站连接形成欧姆回路，将所述三电极体系放入第一电解液中进行通氮除氧，所述第一电解液中含有4,4′-二氨基二苯醚和丙烯酰胺，所述4,4′-二氨基二苯醚的浓度为5.0×10-3mol/L，所述4,4′-二氨基二苯醚和丙烯酰胺的浓度比为1：(1～8)，所述第一电解液内还预加有pH值为5.5～8的PBS缓冲液；步骤2.2，对所述G-PEC电极进行通电循环扫描，制得所述4,4′-ODL-MIP-G-PEC印迹聚合物薄膜电极。具体地，所述步骤2.2中，对所述G-PEC电极进行通电循环扫描时，扫描电位为-0.3～1.0V，扫描速度为0.05～0.15V/s，循环扫描4～20圈。进一步地，所述步骤3具体为：步骤3.1，采用三电极体系，将所述4,4′-ODL-MIP-G-PEC印迹聚合物薄膜电极作为工作电极，然后将三电极分别与电化学工作站连接形成欧姆回路，将所述三电极体系放入第二电解液中进行通氮除氧，所述第二电解液中含有苯胺和H2SO4，所述苯胺的浓度为0.1～0.5mol/L，H2SO4浓度为0.1～0.5mol/L；步骤3.2，对所述4,4′-ODL-MIP-G-PEC印迹聚合物薄膜电极进行通电循环扫描，在所述4,4′-ODL-MIP-G-PEC印迹聚合物薄膜电极形成4,4′-ODL-MIP/PANI复合材料膜，断电后进行冲洗、烘干即得。具体地，所述步骤3.2中，对所述4,4′-ODL-MIP-G-PEC印迹聚合物薄膜电极进行通电循环扫描时，扫描电位为-0.3～1.2V，扫描速度为0.03～0.07V/s，循环扫描2～10圈。本专利技术所采用的另一种技术方案是：4,4′-ODL-MIP/PANI的测试方法，其特征在于，用于计算所述4,4′-ODL-MIP/PANI的荷电量值和电化学阻抗，具体为：采用三电极体系，将4,4′-ODL-MIP/PANI电极作为工作电极，然后将三电极分别与电化学工作站连接形成欧姆回路，将所述三电极体系放入酸性溶液中；通电扫描获得所述4,4′-ODL-MIP/PANI的循环伏安曲线，根据循环伏安曲线面积计算其荷电量值；以及在工作频率下测试所述4,4′-ODL-MIP/PANI的电化学阻抗谱，经过拟合得到其等效电路图，计算阻抗值。进一步的，所述酸性溶液为H2SO4溶液。进一步地，计算4,4′-ODL-MIP/PANI的荷电量值时，扫描电位为-0.3～1.2V，扫描速率为0.03～0.07V/s。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用电化学方法利用G-PEC电极在其表面最终形成掺杂了石墨烯的表面层，即44,4′-ODL-MIP/PANI，作为新型纳米材料，其具有比表面积大、重量轻、成本低、化学稳定性好、电阻率小、导电性能好等优点。附图说明图1是不同电解质pH下4,4′-ODL-MIP/PANI的循环伏安曲线图；图2是图1中不同电解质pH下4,4′-ODL-MIP/PANI的荷电量对比图；图3是不同石墨烯含量下4,4′-ODL-MIP/PANI的循环伏安曲线图；图4是图3中不同石墨烯含量下4,4′-ODL-MIP/PANI的荷电量对比图；图5是不同配比下4,4′-ODL-MIP/PANI的循环伏安曲线图；图6是图5中不同配比下4,4′-ODL-MIP/PANI复合材料的荷电量对比图；图7是不同扫描圈数下4,4′-ODL-MIP/PANI的循环伏安曲线图；图8是图7中不同扫描圈数下4,4′-ODL-MIP/PANI的荷电量对比图；图9是不同扫描电位范围下4,4′-ODL-MIP/PANI的循环伏安曲线图；图10是图9中不同扫描电位下4,4′-ODL-MIP/PANI的荷电量对比图；图11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.4,4'‑ODL‑MIP/PANI的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用铅笔芯和石墨烯粉制备G‑PEC并进行预处理后将导电丝缠绕于所述G‑PEC制成G‑PEC电极；步骤2，在所述G‑PEC电极表面制备4,4'‑ODL‑MIP‑G‑PEC印迹聚合物薄膜电极；步骤3，在4,4'‑ODL‑MIP‑G‑PEC印记聚合物薄膜电极上聚合PANI，得到所述4,4’‑ODL‑MIP/PANI。

【技术特征摘要】
1.4,4'-ODL-MIP/PANI的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，利用铅笔芯和石墨烯粉制备G-PEC并进行预处理后将导电丝缠绕于所述G-PEC制成G-PEC电极；步骤2，在所述G-PEC电极表面制备4,4'-ODL-MIP-G-PEC印迹聚合物薄膜电极；步骤3，在4,4'-ODL-MIP-G-PEC印记聚合物薄膜电极上聚合PANI，得到所述4,4’-ODL-MIP/PANI。2.如权利要求1所述的4,4'-ODL-MIP/PANI的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体为：步骤1.1，清洗铅笔芯；步骤1.2，按照每10ml蒸馏水加入0.1～10mg石墨烯粉末的比例，将石墨烯粉末加入蒸馏水中进行超声分散处理，得到均匀的石墨烯水溶液；按照每10ml熔融石蜡溶液中加入0.1～10mg石墨烯粉末的比例，将石墨烯粉末加入熔融石蜡溶液中进行超声分散处理，得到均匀的石墨烯石蜡溶液；将经过步骤1.1清洗的铅笔芯先在所述石墨烯水溶液中浸泡一段时间再取出烘干，然后再在所述石墨烯石蜡溶液中浸泡一段时间，再取出烘干即得所述G-PEC；步骤1.3，对所述G-PEC进行预处理，具体为将所述G-PEC进行抛光后，利用无水乙醇和蒸馏水分别进行超声清洗，最后晾干；步骤1.4，将导电丝缠绕于经过步骤1.3预处理后的G-PEC上，制成所述G-PEC电极。3.如权利要求1所述的4,4'-ODL-MIP/PANI的制备方法，其特征在于，所述步骤1.1清洗铅笔芯具体为：将所述铅笔芯在酸性溶液中浸泡一段时间，然后在无水乙醇进行浸泡一段时间，最后利用蒸馏水进行清洗、晾干。4.如权利要求1所述的4,4'-ODL-MIP/PANI的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体为：步骤2.1，采用三电极体系，将所述G-PEC电极作为工作电极，然后将三电极分别与电化学工作站连接形成欧姆回路，将所述三电极体系放入第一电解液中进行通氮除氧，所述第一电解液中含有4,4'-二氨基二苯醚和丙烯酰胺，所述4,4'-二氨基二苯醚的浓度为5.0×10-3mol/L，所述4,4'-二氨基二苯醚和丙烯酰胺的浓度比为1：(1～8)，所述第一电解液内还预加有pH值为5.5～8的PBS缓冲液；步骤2.2，对所述G-PEC电极进行通电循环扫描，制得所述4,4'-ODL-MIP-G-PEC印迹聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：马明明，楚楚，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61