一步法制备聚吡咯微/纳米中空球制造技术

本发明专利技术涉及一种聚吡咯微/纳米中空球的制备方法，步骤如下：（1）将FeCl2溶解在去离子水中，制得浓度为96~288mmol/L的FeCl2水溶液；（2）先将吡咯单体加入到FeCl2的水溶液中，1~3h后再加入异丙苯过氧化氢；0~30oC反应12~48h即得反应液；将反应液离心得固体产物；固体产物经洗涤，干燥，得到聚吡咯中空球；所述吡咯单体与异丙苯过氧化氢的摩尔比为1:（2~3），所述异丙苯过氧化氢与FeCl2的摩尔比为1:(2~3)。本发明专利技术制备方法简单，所用原料种类少，能耗低，形貌较好，所得中空结构可用于催化，药物控制释放，电容器等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种聚吡咯微/纳米中空球的制备方法，属于特殊形貌导电聚合物材料

技术介绍
导电高分子拥有电学、电化学、力学、光学、磁学等诸多优良性质，在生产生活、军事、航空航天等领域都具有潜在的应用前景。导电高分子材料的形貌和尺寸对聚合物的电性能、气敏传感性能、催化性能有重要的影响。聚合物中空球由于其在催化，控制释放等领域的潜在应用而引起了广泛关注。用软、硬模板法制备聚吡咯中空球已有大量报道，这些方法通常是用吡咯在软、硬模板表面(如=S12，金纳米粒子或聚合物纳米粒子)聚合，最后通过去除模板而获得聚卩比略中空球(Jing Zhang, Yao Yu, Lin Liu, Yue ffu,Graphene-hoI1w PPy sphere 3D_nanoarchitecture with enhanced electrochemicalperformance, Nanoscale, 2013，5，3052-3057.K.-M.Mangold, J.Schuster andC.Weidlichj Synthesis and properties of magnetite/polypyrrole core-shellnanocomposites and polypyrrole hollow spheres, Electrochimica Acta, 2011，56(10)，3616-3619.Yao T.，Lin Q.，Zhang K.，Zhao D.，Lv H.，Zhang J.，YangB.， Preparat1n of Si02@polystyrene@polypyrroIe sandwich composites and hollowpolypyrrole capsules with movable S12 spheres inside,Journal of Colloid andInterface Science, 2007，315(2)，434-438.)。但模板法制备聚吡咯中空球工序繁杂，并且在去除模板的过程中中空球容易发生坍塌而破坏最终的中空球形态。另外，有报道用界面聚合，在含有十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，利用甲苯做为油相，以过硫酸铵为氧化剂氧化聚合得到聚卩比略中空球(Long Zhang, Peng Liuj Longlong Juj Li Wangjand Shuna Zhao, Polypyrrole nanocapsules via interfacial polymerizat1n,Macromolecular Research, 2010，18(7)，648-652.)，进一步与其它材料如碳纳米管复合来提高材料的电性能(Peng Liuj Xue Wang, Haidong Li, Facile preparat1nof string-like composite of hollow PPy nanospheres decorated on the carbonnanotubes, Synthetic Metals, 2014， 189， 173-176.Peng Liuj Xue Wang, HaidongLi， Preparat1n of carboxylated carbon nanotubes/polypyrrole composite hollowmicrospheres via chemical oxidative interfacial polymerizat1n and theirelectrochemical performance, Synthetic Metals, 2013，181，72-78.)0 但上述方法较为复杂，所用原料种类繁多，由于反应体系中甲苯，十二烷基苯磺酸钠等的存在，使得最后得到的中空球难免会掺杂一些甲苯和十二烷基苯磺酸钠，增加了后处理的难度，并且所得的聚吡咯中空球形态也不是很好。目前，用异丙苯过氧化氢-FeCl2氧化体系制备聚吡咯中空球尚未报道。
技术实现思路
现有技术中存在以下不足:工序繁杂，所用原料繁多，采用模板法制备中空球时需要移除模板而导致中空球易发生破坏，中空球形态不好等。为克服上述缺陷，本专利技术提供一种聚吡咯微/纳米中空球的制备方法，利用异丙苯过氧化氢-氯化亚铁作为氧化还原体系，一步法来制备聚吡咯微/纳米中空球。本专利技术的技术方案如下: 一种聚吡咯中空球的制备方法，步骤如下: (1)在搅拌条件下，将FeCl2溶解在去离子水中，制得浓度为96~288mmol/L的FeCl2水溶液； (2)在搅拌条件下，先将吡咯单体加入到FeCl2的水溶液中，l~3h后再加入异丙苯过氧化氢；0~30°C反应12~48h ;离心，洗涤，干燥，得到聚吡咯中空球； 所述吡咯单体与异丙苯过氧化氢的摩尔比为1: (2~3)，所述异丙苯过氧化氢与FeCl2的摩尔比为1: (1~3)。根据本专利技术，优选的，步骤(I)中所述FeCljK溶液的浓度为192mmol/L。根据本专利技术，优选的，步骤(2)中所述吡咯单体与异丙苯过氧化氢的摩尔比为1:2。根据本专利技术，优选的，步骤(2)中所述异丙苯过氧化氢与FeCl2的摩尔比为1:2。根据本专利技术，优选的，步骤(2)中先将吡咯单体加入到FeCl2的水溶液中，1.5h后再加入异丙苯过氧化氢。根据本专利技术，优选的，步骤(2)中反应温度为0~30°C，反应时间为24h。步骤(2)中所述的洗涤方法为:先用纯净水离心洗涤I次，再用无水乙醇离心洗涤I次，如此循环洗涤3次。根据本专利技术，优选的，步骤(2)中所述的干燥方法为:40~80°C空气气氛中干燥10~24ho根据本专利技术，优选的，步骤(I)和(2)中所述的搅拌的速率为200~250r/min。本专利技术具有有益的技术效果: 反应体系中只有去离子水，FeCl2，异丙苯过氧化氢，吡咯，反应体系简单，原料种类少；并且反应温度为0~30°C，既不需要很低的温度，也不需要很高的温度，反应条件温和，能耗低；制备步骤简单，易于工业化生产。所制备的聚吡咯中空球形态较好。【附图说明】图1为实施例1所制备的聚吡咯中空球的透射电镜(TEM)照片。【具体实施方式】以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不限于此。实施例中所用原料均为常规市购产品；所用设备均为常规设备；测试方法均为常规方法。其中，吡咯单体，萨恩化学技术(上海)有限公司有售:FeCl2，天津市光复精细化工研宄所有售；异丙苯过氧化氢，阿拉丁有售；无水乙醇，天津市博迪化工有限公司有售。本专利技术所制备样品的透射电镜照片是经日本JEM-1011透射电子显微镜检测获得。实施例1 一种聚吡咯微/纳米中空球的制备方法，步骤如下: (1)在250r/min的搅拌条件下，将3.6504gFeCl2S解在去离子水中，制得浓度为192mmol/L 的 FeCl2水溶液； (2)在250r/min的搅拌条件下，先将0.5ml吡咯单体加入到FeCl2的水溶液中，1.5h后再加入2.2ml异丙苯过氧化氢，吡咯单体与异丙苯过氧化氢的摩尔比为1:2，异丙苯过氧化氢与FeCl2的摩尔比为1:2，于O °C下反应24h即得反应液；将反应液离心得固体产物；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚吡咯微/纳米中空球的制备方法，步骤如下：（1）在搅拌条件下，将FeCl2溶解在去离子水中，制得浓度为96~288mmol/L的FeCl2水溶液；（2）在搅拌条件下，先将吡咯单体加入到FeCl2的水溶液中，1~3h后再加入异丙苯过氧化氢；0~30oC反应12~48h，即得反应液；将反应液离心得固体产物，固体产物经洗涤，干燥，得到聚吡咯中空球；所述吡咯单体与异丙苯过氧化氢的摩尔比为1:(2~3)，所述异丙苯过氧化氢与FeCl2的摩尔比为1:(1~3)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李梅，韩献龙，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东;37