【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于导电传感材料，具体涉及一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料及其制备方法。
技术介绍
1、导电聚合物凝胶化通常是采用自组装的方式或者利用交联剂将导电聚合物链交联形成水凝胶网络。通过导电聚合物凝胶化制备得到的导电材料往往具有极高的导电性能，但由于导电聚合物链刚性共轭结构的存在，使得其力学性能有限尤其是拉伸性能受限，掺杂导电填料或者通过原位聚合形成导电材料，以此提高导电材料的力学性能。
2、现有技术中，最常见掺杂方法为金属掺杂。目前，现有的掺杂剂主要为无机金属氧化物或无机金属盐，这些无机金属化合物作为掺杂剂会使得导电聚合物导电能力有所提升，例如文献号为“cn202310997175.3”的文件中，公开了“一种过渡金属配合物掺杂导电聚合物为填料的导电水凝胶及其制备方法和应用”，其方案简述如下：将导电聚合物与过渡金属配合物共混掺杂，存在的问题是：由于无机过渡金属掺杂时，无机过渡金属化合物易于流失，导致掺杂失效，产生离子流失的问题，导致无效掺杂，由于无机过渡金属掺杂,产生的掺杂只是通过物理静电吸附所键合，会随时发生掺杂失效的问题，会进一步导致导电材料导电能力大幅失效。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的无机过渡金属化合物易于流失，导致导电材料导电能力大幅失效的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，包括以下步骤：
3、步骤一：称取20-30份聚苯乙烯磺酸盐，1-2份腐植酸，将其配置成0.1m的水溶液，加入1-3份过渡金属有机化合物，得到过渡有机金属掺杂溶液；
4、步骤二：将10-15份共轭单体溶于50-80份甲醇中，加入步骤一中的过渡金属有机掺杂溶液中；再将6-8份多羟基化合物加入其中，充分溶解得到前驱体溶液；
5、步骤三：将前驱体溶液降温至0℃，持续搅拌0.5-1小时后，加入2-4份引发剂和1-3份氧化剂，低温反应得凝胶材料；
6、步骤四：真空干燥除去残留溶剂，得到过渡金属有机化合物协同氧化掺杂自愈、粘附导电传感材料。
7、进一步的，上述步骤三中，持续搅拌0.5-1小时，加入引发剂和氧化剂后，0℃反应5-6h。
8、进一步的，上述步骤一中，聚苯乙烯磺酸盐为聚苯乙烯磺酸钠或聚苯乙烯磺酸镱。
9、进一步的，上述步骤一中，过渡金属有机化合物为四(三苯基膦)化镍、四羰基镍、三氟甲磺酸亚铜、羰基锰、柠檬酸锰、二茂铁甲酸、八羰基二钴、十二羰基三铁、十二羰基四铑中的一种或几种。
10、进一步的，上述步骤二中，多羟基化合物为植酸、多糖苷、多烯紫杉醇、琥珀酰-α-环糊精、肌醇、半乳糖醇、阿霉素醇、红杉醇中的一种或多种。
11、进一步的，上述步骤二中，共轭单体为3,5-二羟基苯胺盐酸盐、2-羟基-4,5-二溴苯胺、3,4-二羟基吡咯-2,5-二羧酸二甲酯、2-羟基-5-(1h-吡咯-1-基)苯甲酸、3-吡咯羧酸、吡咯-1-丙酸、3-羟基噻吩-2-羧酸、3,4-二羟基噻吩-2,5-二甲酸二乙酯、噻吩并[3,2-b]噻吩-2-甲酸中的一种或多种。
12、进一步的，上述步骤一中，有机溶剂为甲醇、乙醇、环己烷、乙醚、氯仿、二甲基亚砜中的一种。
13、进一步的，上述引发剂为过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰/n,n-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁、异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺中的一种或多种。
14、进一步的，上述氧化剂为氯化铈、高锰酸锂、铁酸钴中的一种或多种。
15、进一步的，上述的制备方法得到的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料。
16、与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
17、1、导电性能好：
18、(1)本专利技术采用过渡金属有机化合物对单体进行掺杂处理，随后进行氧化聚合，过渡金属有机化合物结构中的有机配体会与导电聚合物形成π-π共轭作用，不易流失。使得掺杂后持久性地保持导电性能。
19、(2)本专利技术采用共轭单体进行共聚，形成二元甚至三元共聚结构，由于共聚物结构中晶格缺陷，使得导电性能大幅提升，在此基础上，引入了腐植酸，腐植酸是一种具有离域大π键的腐植酸，进一步提升导电性能。
20、(3)本专利技术采用引发剂与氧化剂协同氧化聚合共轭单体，反应速率快，形成的结构更稳定，并通告高温还原干燥处理，使得残留的高价金属离子还原为金属单质，作为导电粒子提升导电能力。在构建导电聚合物网络的同时，引入的氧化剂协同引发单体在低温条件下聚合，对其进行了高温还原干燥处理，使得氧化剂在氧化聚合后的高价金属离子还原为金属单质，提升材料的导电性能。
21、(4)本专利技术采用过渡金属有机化合物协同氧化掺杂，有机配体会与氧化聚合得到的导电聚合物可形成稳定的共轭体系，因此也增强了导电材料的导电性能。
22、2、粘附性能与自愈合性能强：这是因为过渡金属有机化合物在掺杂过程中，有机物配体与导电聚合物间的π-π共轭作用使得过渡金属有机化合物掺杂剂与导电聚合物可以紧密的联系在一起，有机配体化合物的空轨道可以赋予导电材料可逆动态建，进一步赋予粘附性能与自愈合性能。
23、3、适用范围广：能够有效应用于电子传感领域,作为水下、水上传感材料使用。
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1.一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，持续搅拌0.5-1小时，加入引发剂和氧化剂后，0℃反应5-6h 。
3.根据权利要求1或2所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，聚苯乙烯磺酸盐为聚苯乙烯磺酸钠或聚苯乙烯磺酸镱。
4.根据权利要求3所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，过渡金属有机化合物为四（三苯基膦）化镍、四羰基镍、三氟甲磺酸亚铜、羰基锰、柠檬酸锰、二茂铁甲酸、八羰基二钴、十二羰基三铁、十二羰基四铑中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，多羟基化合物为植酸、多糖苷、多烯紫杉醇、琥珀酰-α-环糊精、肌醇、半乳糖醇、阿霉素醇、红杉醇中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备
7.根据权利要求6所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，有机溶剂为甲醇、乙醇、环己烷、乙醚、氯仿、二甲基亚砜中的一种。
8.根据权利要求7所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述引发剂为过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰/N,N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁、异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺中的一种或多种。
9.根据权利要求8所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述氧化剂为氯化铈、高锰酸锂、铁酸钴中的一种或多种。
10.采用权利要求1-9所述的制备方法得到的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料。
...【技术特征摘要】
1.一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤三中，持续搅拌0.5-1小时，加入引发剂和氧化剂后，0℃反应5-6h 。
3.根据权利要求1或2所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，聚苯乙烯磺酸盐为聚苯乙烯磺酸钠或聚苯乙烯磺酸镱。
4.根据权利要求3所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤一中，过渡金属有机化合物为四（三苯基膦）化镍、四羰基镍、三氟甲磺酸亚铜、羰基锰、柠檬酸锰、二茂铁甲酸、八羰基二钴、十二羰基三铁、十二羰基四铑中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，多羟基化合物为植酸、多糖苷、多烯紫杉醇、琥珀酰-α-环糊精、肌醇、半乳糖醇、阿霉素醇、红杉醇中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种过渡金属有机化合物协同掺杂导电材料的制备方法，其特征在于：所述步骤二中，共轭单体为3,5-二羟基苯...
【专利技术属性】
技术研发人员：赖小娟，牛雅妮，费贵强，王磊，宋洁，刘璇，高进浩，张策，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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