一种高分子量导电聚苯胺材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种合成高分子量导电聚苯胺的新方法，将对苯二胺与1，4-二氧六环-醋酸/醋酸钠缓冲液有机互溶体系混合，并在N2气氛，40℃水浴下搅拌至完全溶解；在缓慢加入Fe3O4磁性纳米粒子和引发剂过氧化氢溶液后继续反应12h，待聚合产物沉淀出来后，抽滤，洗涤，重析，利用强磁体除去Fe3O4磁性纳米粒子，过滤悬液，将沉淀溶解于DMF，缓慢滴加到无水乙醇中使聚合物析出，过滤，将沉淀真空干燥得到高分子量的本征态黑色产物导电聚苯胺。该方法合成条件简单，易于控制，分离提纯等后处理过程简便，且磁性纳米粒子易于磁分离、本征态导电聚苯胺具有超高分子量易溶于普通有机溶剂，具有良好的氧化还原可逆性和热稳定性的特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高分子量本征态导电高分子材料的制备方法。更具体的说是涉及。
技术介绍
聚苯胺是一类具有较长π电子共轭主链的导电高分子共轭聚合物，具有良好的电化学性能、电导率、稳定性及库仑效应等，在电化学、材料学以及生物学领域得到广泛应用。其分子设计及聚合方法是高分子化学研究的热点。聚苯胺的传统合成方法有化学聚合法、电化学聚合法、模板合成法等。这些方法具有合成条件复杂且难以控制，分离提纯等后处理过程繁琐，产物分子量小、分子分布宽，结构简单且难溶于普通有机溶剂等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服传统导电聚苯胺制备方法的缺点，提供一种合成条件简单易控、后处理工艺简单、具有良好工业规模化应用前景，产物具有高分子量、较好溶解性的导电聚苯胺的绿色制备新方法。技术方案如下，包括以下步骤将对苯二胺与1，4_ 二氧六环-醋酸/醋酸钠缓冲液有机互溶体系混合，并在Ν2气氛，40°C水浴下搅拌至完全溶解；在缓慢加入 ^304磁性纳米粒子和引发剂溶液后继续反应12h，待聚合产物沉淀出来后，抽滤，洗涤，重析，利用强磁体除去1^304磁性纳米粒子，过滤悬液，将沉淀溶解于DMF， 缓慢滴加到无水乙醇中使聚合物析出，过滤，将沉淀真空干燥得到高分子量的本征态黑色产物导电聚苯胺。所述的方法，所述引发剂溶液为过氧化氢溶液所述的方法，所述!^304磁性纳米粒子的合成方法为在63°C水浴、N2气氛下将铁盐混合溶液加入到强碱溶液中，不断搅拌反应lh，即得粒径IOnm的!^304磁性纳米粒子，反应结束后冷至室温，在室温下用超纯水清洗，然后用无水乙醇洗涤若干次，直到!^304磁性纳米粒子溶液呈中性，调整其浓度。所述的方法，所述铁盐混合溶液为FeS04与i^eC13的混合溶液，物质的量比例为 0. 5 1。所述的方法，所述强碱溶液为NaOH溶液。所述的方法，所述洗涤具体做法为使用50%丙酮-水混合溶液洗涤沉淀2 3 次。所述的方法，所述重析具体做法为使用50%的四氢呋喃-水溶液对洗涤过的聚合产物进行重悬。所述的方法，所述缓慢滴加到无水乙醇中使聚合物析出无水乙醇，采用5 20倍体积的无水乙醇。本专利技术与传统技术手段相比有以下优点(1)本专利技术方法克服了传统方法合成条件复杂难控，分离提纯等后处理过程繁琐，产物分子量小、分子分布宽，结构简单且难溶于普通有机溶剂等缺点，提供了一种合成条件简单易控、后处理工艺简单、具有良好工业规模化应用前景的绿色新方法，制备出的聚苯胺具有高分子量、可溶解性高的特点；( 本专利技术方法采用化学共沉淀法合成具有过氧化物模拟酶催化活性的!^e3O4 MNPs，并采用在有机互溶体系下利用狗304 MWs的催化活性成功催化合成出高分子量的本征态聚苯胺。利用该方法制备的本征态导电聚苯胺具有良好的氧化还原可逆性和热稳定性等；C3)本专利技术采用磁性纳米粒子的过氧化物模拟酶活性催化高分子量本征态导电聚苯胺的合成，与传统方法所用的催化剂相比，具有低成本、高效率、可回收、易实现等优点，本专利技术为高分子量本征态导电聚苯胺的绿色合成提供了一种新方法。具体实施例方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行详细说明。实施例1(I)I^e3O4磁性纳米粒子(MNPs)的合成首先，在63°C水浴、N2气氛下将铁盐混合溶液加入到强碱溶液中，不断搅拌反应 Ih,即得粒径IOnm的!^e3O4磁性纳米粒子。其中铁盐混合溶液为!^SO4与FeCl3的混合溶液，物质的量比例为0.5 1 ；强碱溶液为NaOH。不断搅拌反应，反应结束后冷至室温，在室温下用超纯水反复清洗若干次，然后用无水乙醇洗涤若干次，直到狗304磁性纳米粒子溶液呈中性，调整其浓度。(2)可溶性导电聚苯胺的制备将对苯二胺与1，4- 二氧六环-醋酸/醋酸钠缓冲液有机互溶体系混合，并在N2气氛，40°C水浴下搅拌至完全溶解。在缓慢加入!^e3O4磁性纳米粒子和引发剂过氧化氢溶液后继续反应12h，待聚合产物沉淀出来后，抽滤，洗涤，重析，除去!^e3O4磁性纳米粒子，过滤悬液，在沉淀中加入DMF (N, N- 二甲基甲酰胺)至沉淀完全溶解，缓慢滴加到5 20倍体积的无水乙醇中使聚合物析出，过滤，将沉淀真空干燥得到高分子量的本征态黑色产物导电聚苯胺° °实施例2(1)在 63°C水浴、N2 气氛下将 FeSO4 ·6Η20(0· 5Μ 20mL)和 FeCl3 ·7Η20(0· 5Μ 30mL) 溶液混合后加入到4M NaOH溶液中，不断搅拌反应lh。(2)反应结束后冷至室温，用超纯水 (dd H2O)反复清洗5 7次，然后用无水乙醇洗涤2 3次，直到狗304 MNPs溶液成中性， 调整其浓度为0. 01g/mL。(3)称取1. 08g(约0. Olmol)对苯二胺于反应容器中，加入15% (V/V) 1,4- 二氧六环-醋酸/醋酸钠缓冲液(pH 3. 6)有机互溶体系40mL，在40°C水浴、N2 气氛并在不断搅拌下使其完全溶解，然后加入細g Fe3O4 MNPs，终浓度2%的H2O2Qh内缓慢滴加)，继续反应12h。待聚合产物逐渐从反应液中沉淀出来，抽滤反应液，收集产物。用 50%丙酮-水混合溶液洗涤沉淀2 3次，除去未反应的单体及低分子量寡聚体，然后重悬于50%四氢呋喃-水混合溶液，再用强磁体反复除去!^3O4MNPst5过滤悬液，沉淀中加入 DMF(N, N- 二甲基甲酰胺)至沉淀完全溶解，缓慢滴加到5 20倍体积的无水乙醇中使聚合物析出，过滤，将沉淀真空干燥得到高分子量的本征态黑色产物导电聚苯胺。聚合产物的数均分子量(^)和分子分布(D)分别为38088和1. 20，比在水相下合成的聚合物分子量提高了 70倍。具有较稳定的电化学活性、热稳定性高(当温度升高至1000°C时，尚保留40% 以上)。 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换， 而所有这些改进和变换都应属于本专利技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高分子量导电聚苯胺材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将对苯二胺与１，４－二氧六环－醋酸／醋酸钠缓冲液有机互溶体系混合，并在Ｎ２气氛，４０℃水浴下搅拌至完全溶解；在缓慢加入Ｆｅ３Ｏ４磁性纳米粒子和引发剂溶液后继续反应１２ｈ，待聚合产物沉淀出来后，抽滤，洗涤，重析，利用强磁体除去Ｆｅ３Ｏ４磁性纳米粒子，过滤悬液，将沉淀溶解于ＤＭＦ，缓慢滴加到无水乙醇中使聚合物析出，过滤，将沉淀真空干燥得到高分子量的本征态黑色产物导电聚苯胺。

【技术特征摘要】
1.一种高分子量导电聚苯胺材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将对苯二胺与ι，4- 二氧六环-醋酸/醋酸钠缓冲液有机互溶体系混合，并在队气氛，40°c水浴下搅拌至完全溶解；在缓慢加入!^e3O4磁性纳米粒子和引发剂溶液后继续反应12h，待聚合产物沉淀出来后，抽滤，洗涤，重析，利用强磁体除去狗304磁性纳米粒子，过滤悬液，将沉淀溶解于DMF，缓慢滴加到无水乙醇中使聚合物析出，过滤，将沉淀真空干燥得到高分子量的本征态黑色产物导电聚苯胺。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引发剂溶液为过氧化氢溶液。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述!^304磁性纳米粒子的合成方法为在 63°C水浴、N2气氛下将铁盐混合溶液加入到强碱溶液中，不断搅拌反应lh，即得粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴琦，单志，成东林，王显祥，陈惠，虎萌，赵海霞，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：51