聚苯胺中空微球的制备方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种聚苯胺中空微球的制备方法，包括：将摩尔比为1∶1.5～15的苯胺与氧化剂在溶剂中混合，反应，所述氧化剂为铁氰化钾、铁氰化钠、磷酸铁或硫酸铜，将反应产物干燥，得到聚苯胺中空微球。在聚苯胺中空微球的制备过程中，苯胺在溶剂中形成球形胶束，并且球形胶束的核内充满苯胺液滴。由于本发明专利技术采用的氧化剂具有较低的氧化还原电位，因此，该氧化剂在苯胺的聚合过程中不产生酸性物质，避免了球形胶束结构向线性或片状形貌的转变，最终得到了中空微球。因此，本发明专利技术无需掺杂剂，制备方法简单，成本较低，制备得到聚苯胺中空微球。

Method for preparing polyaniline hollow microsphere

The embodiment of the invention discloses a method, a preparation of polyaniline hollow microspheres: Molby 1: 1.5 to 15 of aniline and oxidizing agent in a solvent mixture, reaction, the oxidant is potassium ferricyanide and ferric iron phosphate or sodium cyanide, copper sulfate, the reaction product is dry, polyaniline hollow microspheres get. During the preparation of polyaniline hollow microspheres, aniline forms spherical micelles in the solvent, and the nuclei of spherical micelles are filled with aniline droplets. Since the invention adopts the oxidation agent has lower redox potential, therefore, the oxidant in the polymerization process of aniline does not produce acidic substances, avoid the spherical micelle structure transition to linear or flake shape, obtained hollow microspheres. Therefore, the invention does not need dopant, the preparation method is simple and the cost is low, and polyaniline hollow microsphere is prepared.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料
，更具体地说，涉及一种。
技术介绍
聚苯胺中空微球的内部为中空结构，比表面积大，可以应用于电容器、药物释放、 分离科学的固定相、生物医学设备、导电涂料添加剂等领域，近年来引起了人们的广泛关注。目前，已经报道了多种。例如，Yang等人以磺化聚苯乙烯为模板，原位聚合形成聚苯胺核-壳结构，最后用四氢呋喃溶剂去除磺化聚苯乙烯模板， 得到聚苯胺中空微球(Reactive and FunctionalPolymers 2009，69，137 144)。Wang 等人以聚苯乙烯为模板，氯化铁为氧化剂，苯胺原位聚合后用四氢呋喃去除模板，得到聚苯胺中空微球(Colloids andSurfaces A :Physicochem. Eng. Aspects，2008，324，113 116)。 但是，上述采用模板聚合方法在合成结束后，模板需要除去，不仅给后处理带来麻烦，而且模板去除后往往会破坏微球中空结构。为了减少模板在聚苯胺中空微球的制备过程中带来的不良影响，现有技术中还报道了采用自组装的方法制备聚苯胺中空微球。例如，万梅香等人以水杨酸为掺杂剂，氯化铁为氧化剂，合成了直径为525nm的聚苯胺中空微球(Macromol. Chem. Phys. 2009，210， 2046 2051)；以水杨酸为掺杂剂，过硫酸铵为氧化剂合成了直径为1. 5 3. 1 μ m的聚苯胺中空微球(Adv. Funct. Mater. 2003，13，81 ；以及以β _萘磺酸为掺杂剂，过硫酸铵为氧化剂(Adv. Mater. 2002，14，1314 1317，J. App 1. Polym. Sci.，2006，100，3050 3054)制备了聚苯胺中空微球；Lu等人报道了以木质素磺酸盐作为掺杂剂，过硫酸铵为氧化剂制备了聚苯胺中空微球(Microchim Acta，2010，169，233 239)。但是，上述关于制备聚苯胺中空微球的报道中，随着苯胺聚合反应的进行，反应体系的PH值降低，为了阻止胶束从球形往其它线性等形貌的转变，都需要加入掺杂剂等物质，因此，操作复杂，成本较高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种，该制备方法无需掺杂剂， 制备方法简单，成本较低。本专利技术提供一种，包括步骤a)将摩尔比为1 1.5 15的苯胺与氧化剂在溶剂中混合，反应，所述氧化剂为铁氰化钾、铁氰化钠、磷酸铁或硫酸铜；步骤b)将步骤a)得到的反应产物干燥，得到聚苯胺中空微球。优选的，所述步骤a)中反应温度为-10 10°C。优选的，所述苯胺与氧化剂的摩尔比为1 2 10。优选的，所述步骤a)中反应时间为15 80小时。3优选的，所述将步骤a)得到的反应产物干燥具体为所述将步骤a)得到的反应产物真空干燥26 38h。优选的，所述将摩尔比为1 1.5 15的苯胺与氧化剂在溶剂中混合，具体为将苯胺加入水中，搅拌，得到苯胺水分散液；将氧化剂加入水中，搅拌，得到氧化剂水溶液；按苯胺与氧化剂的摩尔比为1 1. 5 15将所述苯胺水分散液与所述氧化剂水溶液混合。优选的，所述苯胺水分散液的摩尔浓度为0. 05 lmol/L。 优选的，所述氧化剂水溶液的摩尔浓度为0. 5 4mol/L。优选的，还包括依次用水、甲醇和去离子水洗涤所述步骤a)得到的反应产物。优选的，所述氧化剂的氧化还原电位为0. IV 0. 5V。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供了一种，包括将摩尔比为1 1.5 15的苯胺与氧化剂在溶剂中混合，反应，所述氧化剂为铁氰化钾、铁氰化钠、磷酸铁或硫酸铜，将反应产物干燥，得到聚苯胺中空微球。在聚苯胺中空微球的制备过程中，苯胺在溶剂中形成球形胶束，并且球形胶束的核内充满苯胺液滴。由于本专利技术采用的氧化剂具有较低的氧化还原电位，因此，该氧化剂在苯胺的聚合过程中不产生酸性物质，避免了球形胶束结构向线性或片状形貌的转变，最终得到了中空微球。因此，本专利技术无需掺杂剂，制备方法简单，成本较低，制备得到聚苯胺中空微球。实验结果表明，本专利技术制备的聚苯胺中空微球的直径为160 610nm，壁厚为65 lOOnm。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1制备的聚苯胺中空微球的扫描电镜图片；图2为本专利技术实施例2制备的聚苯胺中空微球的扫描电镜图片。具体实施例方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种，包括步骤a)将摩尔比为1 1.5 15的苯胺与氧化剂在溶剂中混合，反应，所述氧化剂为铁氰化钾、铁氰化钠、磷酸铁或硫酸铜；步骤b)将步骤a)得到的反应产物干燥，得到聚苯胺中空微球。按照本专利技术，所述苯胺与氧化剂的摩尔比优选为1 2 10，更优选为1 3 5。所述步骤a)中反应温度优选为-10 10°C，更优选为-5 10°C，最优选为-5 5°C。 反应时间优选为15 80小时，更优选为20 60小时，最优选为30 50小时。步骤a)中所述将摩尔比为1 1. 5 15的苯胺与氧化剂在溶剂中混合，具体为将苯胺加入水中，搅拌，得到苯胺水分散液；将氧化剂加入水中，搅拌，得到氧化剂水溶液；按苯胺与氧化剂的摩尔比为1 1. 5 15将所述苯胺水分散液与所述氧化剂水溶液混合。所述苯胺水分散液的摩尔浓度优选为0. 05 lmol/L，更优选为0. 1 lmol/L，最优选为0. 2 0. 8mol/L。所述氧化剂水溶液的摩尔浓度优选为0. 5 4mol/L，更优选为 0. 8 3mol/L，最优选为 1. 2 3mol/L。现有技术中，随着苯胺聚合反应的进行，反应体系的pH值逐渐降低，易出现聚苯胺从球形往其它线性等形貌的转变。为了阻止胶束从球形往其它线性等形貌的转变，则需要加入模板或者酸性掺杂剂。本专利技术采用的氧化剂具有较低的氧化还原电位(简称E。x)，其中0. 1 < E。x < 0. 5V。在聚苯胺中空微球的制备过程中，苯胺在溶剂中形成球形胶束，并且球形胶束的核内充满苯胺液滴。由于本专利技术采用的氧化剂具有较低的氧化还原电位，因此， 该氧化剂在苯胺的聚合过程中不产生酸性物质，因而，避免了球形胶束结构往其它线性、片状形貌的转变，最终得到了中空微球。本专利技术还优选包括依次用水、甲醇和去离子水洗涤所述步骤a)得到的反应产物。步骤b)中将步骤a)得到的反应产物干燥，具体为所述将步骤a)得到的反应产物真空干燥沈 38h，更优选干燥30 36h。所述真空干燥的的真空度优选为0. 6MPa 0. 9MPa,更优选为0. 7MPa 0. 8MPa。干燥温度优选为45°C 90°C，更优选为60°C 80°C。本专利技术提供的不需要任何模板和掺杂剂，大大简化了操作过程和降低了成本。此外，本专利技术在制备聚苯胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种聚苯胺中空微球的制备方法，其特征在于，包括：步骤ａ）将摩尔比为１∶１．５～１５的苯胺与氧化剂在溶剂中混合，反应，所述氧化剂为铁氰化钾、铁氰化钠、磷酸铁或硫酸铜；步骤ｂ）将步骤ａ）得到的反应产物干燥，得到聚苯胺中空微球。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建，张红明，张春，李季，王献红，王佛松，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：82