二氧化硅层包覆导电聚苯胺复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开二氧化硅层包覆导电聚苯胺复合材料及其制备方法，先通过化学聚合方法制备高导电聚苯胺纤维，作为“基体”；之后，将干燥后的导电聚苯胺纤维分散到正硅酸乙酯水溶液中，正硅酸乙酯在质子化聚苯胺表面的氢离子作用下进行水解缩聚，生成的二氧化硅通过静电相互作用均匀包覆在聚苯胺纤维表面；干燥后重新分散到盐酸溶液对聚苯胺进行再掺杂，最终得到二氧化硅层包覆导电聚苯胺复合材料，主要用于超级电容器、锂离子电池等领域。

Conductive polyaniline composite coated with silica and its preparation

【技术实现步骤摘要】
二氧化硅层包覆导电聚苯胺复合材料及其制备方法
本专利技术属于纳米结构材料领域，更加具体地说，涉及一种二氧化硅层包覆导电聚苯胺(PANIFs@SiO2)复合材料及其制备方法。
技术介绍
与其他导电聚合物相比，聚苯胺具有独特的掺杂机理和独特的结构。聚苯胺有三种典型的氧化态：完全还原态的leucoemeraldinebase(LEB)，半氧化态的emeraldinebase(EB)以及完全氧化态的pernigranilinebase(PE)。不同的氧化态之间可通过氧化或还原相互转化，并伴随着颜色和性质的变化。当半氧化态EB(翠绿亚胺碱)经历50％的掺杂(得到翠绿亚胺盐)，质子化全部醌环时，此时导电聚苯胺的电导率最大。而质子化的PE和LEB缺乏链正则性，形成的极化子很少，因此掺杂的PE和LEB仍然是绝缘的。翠绿亚胺盐和翠绿亚胺碱可通过添加酸或碱实现可逆转换。即，当聚苯胺进行盐酸掺杂(质子化)得到导电的翠绿亚胺盐，导电的翠绿亚胺盐在碱性条件下会脱质子化得到翠绿亚胺碱，随后可再加质子酸进行再掺杂，得到导电的翠绿亚胺盐。正硅酸乙酯在酸性或碱性条件下先本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.二氧化硅层包覆导电聚苯胺复合材料，其特征在于，利用掺杂后的聚苯胺催化正硅酸乙酯水解，实现二氧化硅层均匀沉淀包覆在聚苯胺纤维表面，之后再对聚苯胺进行再掺杂得到高导电聚苯胺，按照下述步骤进行：/n步骤1，制备导电聚苯胺纤维/n将苯胺溶解分散到盐酸中，再加入含碘酸氢钾的盐酸溶液，逐滴快速加入次氯酸钠，静止得到墨绿色沉淀，过滤干燥，得到导电聚苯胺纤维；/n步骤2，将步骤1制备的导电聚苯胺纤维分散到正硅酸乙酯中静置在40—50摄氏度水浴中进行反应，抽滤干燥后得到均匀包覆SiO

【技术特征摘要】
1.二氧化硅层包覆导电聚苯胺复合材料，其特征在于，利用掺杂后的聚苯胺催化正硅酸乙酯水解，实现二氧化硅层均匀沉淀包覆在聚苯胺纤维表面，之后再对聚苯胺进行再掺杂得到高导电聚苯胺，按照下述步骤进行：
步骤1，制备导电聚苯胺纤维
将苯胺溶解分散到盐酸中，再加入含碘酸氢钾的盐酸溶液，逐滴快速加入次氯酸钠，静止得到墨绿色沉淀，过滤干燥，得到导电聚苯胺纤维；
步骤2，将步骤1制备的导电聚苯胺纤维分散到正硅酸乙酯中静置在40—50摄氏度水浴中进行反应，抽滤干燥后得到均匀包覆SiO2的聚苯胺纤维，导电聚苯胺纤维和正硅酸乙酯的质量比为(0.1—0.5)：(8—15)；
步骤3，将步骤2制备的均匀包覆SiO2的聚苯胺纤维进行再掺杂。


2.根据权利要求1所述的二氧化硅层包覆导电聚苯胺复合材料，其特征在于，在步骤2中，导电聚苯胺纤维和正硅酸乙酯的质量比为(0.1—0.3)：(9—13)。


3.根据权利要求1所述的二氧化硅层包覆导电聚苯胺复合材料，其特征在于，在步骤2中，反应温度为40—45摄氏度，反应时间为20—40小时，优选25—35h。


4.根据权利要求1所述的二氧化硅层包覆导电聚苯胺复合材料，其特征在于，在步骤3中，选择将均匀包覆SiO2的聚苯胺纤维重新分散到盐酸中进行再次掺杂，盐酸浓度为1—5mol/L，再次掺杂时间为10—30min。


5.二氧化硅层包覆导电聚苯胺复合材料的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞松，罗亚妮，厉婷婷，李福运，董琳琳，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12