聚3‑乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料及其制备工艺的制作方法

本发明涉及一种聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料及其制备工艺，属于有机-无机复合材料技术领域。

背景技术：

导电聚合物，又称导电高分子，是指能通过掺杂或者复合等手段，使得电导率可以达到半导体和导体范围内的聚合物。有吡咯黑之称的聚吡咯(PPy)由于其优异的导电性以及简单的合成工艺而得到了更加深入的研究。但是未修饰的聚吡咯有稳定性不高、难溶于有机溶剂、难于加工等缺点，这也制约了其更广泛的应用。为了改善PPy的性能，研究人员通过大量研究发现在其合成过程中加入各种添加剂或与纳米粒子进行掺杂复合，不仅能够有效提高PPy的电导率，而且还能够改善其热稳定性以及机械延展性，使得PPy复合材料表现出更优良的光电性能，因而近年来成为国内外研究的热点。

水滑石类插层材料(LDHs)是由层间阴离子及带正电荷层板堆积而成的化合物，其组成通式可表示为：[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-)_x/n·mH₂O，式中M²⁺为二价金属阳离子，M³⁺为三价金属阳离子；A^n-为层间阴离子；x为M³⁺/(M²⁺+M³⁺)的摩尔比值；m为层间水分子的个数。其中，常见的二价金属离子M²⁺有Mg²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺、Co²⁺、Fe²⁺等，三价金属离子M³⁺有Al³⁺、Fe³⁺、Cr³⁺、Ga³⁺、Mn³⁺、Co³⁺等。LDHs材料的特殊结构使其同时具备了主体层板和插层客体的许多优点，在催化、磁性、吸附、电化学、医药等许多领域获得了实际应用或展现出一定的应用前景。

将聚吡咯与无机纳米材料复合形成有机/无机纳米复合材料逐渐受到科研工作者的重视，该复合材料不仅由于无机物的引入改善了聚吡咯的原有导电等性能，而且因为聚吡咯与无机物之间的相互作用，使得该类复合材料的性能优于单一组分性能的简单加和。2012年，上海师范大学的成敏在其毕业论文《二氧化锰/聚吡咯复合材料的制备和电化学性能研究》中，釆用化学原位聚合法合成了二氧化锰/聚吡咯复合材料，研究发现MnO₂/PPy复合材料具有很高的比电容，400次循环后衰减约20％，具有良好的商业化应用价值。在New layered double hydroxides intercalated with substituted pyrroles.1.In situ polymerization of4-(1H-pyrrol-1-yl)benzoate[J].The Journal of Physics and Chemistry of Solids，2006，67(5-6)：968一文中，Tronto Jairo等人将吡咯衍生物插层进水滑石层间，制备了吡咯/水滑石复合层状材料，并采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、¹³C核磁等分析了该材料的结构特点，并且发现在合成过程中部分吡咯衍生物在水滑石层间发生了聚合。

目前国内外尚无有关采用层间原位聚合法制备聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯共轭聚合物插层水滑石的文献及专利报道。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料，该材料具有导电性能好、机械强度高、稳定性好、耐腐蚀性气体、耐酸碱的特点；本发明同时提供其制备工艺。

本发明所述的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料，其化学式为：

[(M²⁺)_1-x(M³⁺)_x(OH)₂]^x+(PPES/Py)^n-_x/n·mH₂O

其中：x＝0.25～0.33，n＝5～50，m＝2～4，m为层间结晶水分子的数量，M²⁺为二价金属离子，M³⁺为三价金属离子，PPES/Py为聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯。

其中：

所述的M²⁺为Zn²⁺或Mg²⁺，M³⁺为Al³⁺；PPES/Py的聚合度为20～200。

所述的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料的制备工艺如下：

先制备水滑石前体，再将3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石，在层间形成含有吡咯基团的疏水性环境，然后将3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石放入吡咯的乙醇溶液中浸泡后，再用含过硫酸钾的水溶液浸泡，放入烘箱中加热，使得3-乙基磺酸根吡咯和吡咯在水滑石层间发生原位聚合，得到聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料。

具体包括以下步骤：

(1)制备水滑石前体：

制备层间阴离子为NO₃^－或Cl^－，层板二价金属离子、三价金属离子摩尔比M²⁺/M³⁺＝2～3的水滑石前体NO₃-LDHs或者Cl-LDHs：

将M²⁺的可溶性盐、M³⁺的可溶性盐配制成混合溶液，M²⁺的摩尔浓度为0.1～1.0mol/L，M³⁺的摩尔浓度为0.05～0.5mol/L；

以1.0～5.0mol/L的NaOH溶液为碱溶液，在室温N₂保护条件下，采用双滴法将可溶性盐的混合溶液和碱溶液加入到四口瓶中，然后用0.1～5.0mol/L的NaOH溶液调整其pH值为6～10；

将所得浆液在60～90℃下晶化12～72h，晶化后的产物放入离心机中，在转速为2500～3500r/min下离心3～5min，然后用除CO₂的去离子水洗涤至中性，在50～90℃下干燥20～48h，得到水滑石前体NO₃-LDHs或者Cl-LDHs；

(2)制备3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石：

将3-乙基磺酸吡咯溶于除CO₂的去离子水中，用0.2～1mol/L的NaOH溶液将其pH值调至6.5～8.5，然后加入步骤(1)得到的水滑石前体，N₂保护下在60～90℃进行离子交换12～72h，所得产物用除CO₂的去离子水进行洗涤，经抽滤后放入烘箱，在40～70℃下干燥12～24h，得到3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石PES-LDHs；

(3)制备3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石：

将吡咯溶于乙醇中，加入步骤(2)得到的3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石，然后放入超声波震荡器中超声处理0.5～2h，超声时控制温度不超过30℃，超声处理后产物依次用乙醇和除CO₂的去离子水进行洗涤，然后在50～70℃下干燥20～48h，得到3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PES/Py-LDHs；

(4)制备聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石：

用除CO₂的去离子水配制质量百分浓度为0.25～0.5％过硫酸钾的水溶液，用0.2～1mol/L的NaOH溶液将其pH值调至7.5～8.5，将步骤(3)得到的3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石放入该溶液中浸泡1～3h，然后用除CO₂的去离子水进行洗涤，放入烘箱中50～70℃下加热12～24h，得到聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PPES/Py-LDHs。

其中：

步骤(1)中M²⁺的可溶性盐为盐酸盐或硝酸盐，M³⁺的可溶性盐为盐酸盐或硝酸盐，且M²⁺的可溶性盐和M³⁺的可溶性盐的种类相同。

本发明是利用水滑石层间离子的可交换性和层板结构定位效应，先将3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石，在层间形成含有大量吡咯基团的疏水性环境，再将该材料放入吡咯的乙醇溶液中充分浸泡，使得吡咯充分扩散到水滑石层间，最后把该材料用过硫酸钾溶液浸泡处理，通过加热引发层内3-乙基磺酸根吡咯与吡咯的聚合反应，从而制得具有高聚合度的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯聚合物插层水滑石层状复合材料。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料，具有稳定性好、机械强度高、耐腐蚀性气体、耐酸碱的特点。

(2)在层内形成的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯分子体积庞大，并带有很多电荷，无法被碳酸根等阴离子取代，因此在后续使用中不再需要氮气进行保护。

(3)可以通过调控层间吡咯的含量以及过硫酸钾的浓度，来有效地控制层间3-乙基磺酸根吡咯/吡咯的聚合度，由于层间3-乙基磺酸根吡咯/吡咯的聚合度直接影响着该复合材料的电导率，因此可以制备出一系列电导率的复合材料，该材料作为优良的电学材料在电容器、新型电池等领域具有良好的应用前景。

(4)本发明的制备工艺简单，制备过程中使用的材料环保无毒、价格较低。

附图说明

图1是聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料的结构示意图。

图2是实施例1的X射线粉末衍射图。

图中：a、3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石；b、3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石；c、聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石。

图3是实施例1的红外光谱图。

图中：a、3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石；b、聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料的制备工艺，步骤如下：

(1)称取17.8g Zn(NO₃)₂·6H₂O和11.3g Al(NO₃)₃·9H₂O溶于100mL除CO₂去离子水中配制成混合盐溶液，另称取5.6g NaOH溶于50mL除CO₂去离子水中，在室温N₂保护下采用双滴法将混合盐溶液和NaOH溶液加入到四口瓶中进行强烈搅拌，然后用0.1mol/L的NaOH溶液调节其pH值为6，将所得浆液在60℃下晶化72h，产物放入离心机中，在转速为2500r/min下离心5min，再用除CO₂的去离子水洗涤至洗涤液呈中性，在50℃下干燥48h后进行表征，得到水滑石前体ZnAl-NO₃-LDHs，其中Zn²⁺与Al³⁺的摩尔比为2；

(2)称取1.0g 3-乙基磺酸吡咯溶于100mL除CO₂去离子水中，然后将其转入四口瓶中，用0.2mol/L的NaOH溶液调整3-乙基磺酸根吡咯溶液的pH值为7.5，再加入15.0g由步骤(1)得到的水滑石前体ZnAl-NO₃-LDHs，在N₂保护下加热至60℃，搅拌反应72h，然后将沉淀物进行过滤，反复用除CO₂的去离子水进行洗涤，直至洗涤液的pH值为7，经抽滤后放入烘箱，在50℃下干燥24h，得到3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石PES-LDHs；

(3)称取3.0g吡咯溶于100mL乙醇中，加入步骤(2)得到的3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石10.0g，放入超声波震荡器中超声处理0.5h，在超声处理时可采用加入冰块的方法控制温度不超过30℃，超声处理后的产物依次用乙醇和除CO₂去离子水洗涤三次，然后在50℃下干燥48h后得到3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PES/Py-LDHs；

(4)用除CO₂的去离子水配制质量百分浓度为0.25％过硫酸钾的水溶液50mL，用0.2mol/L的NaOH溶液将其pH值调至7.5，称取步骤(3)得到的3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石10.0g加入到放入该溶液中浸泡3h，然后用除CO₂的去离子水进行充分洗涤，放入烘箱中50℃下加热24h，得到聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PPES/Py-LDHs。

本实施例中，最终得到的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石的化学式为：[(Zn²⁺)_0.67(Al³⁺)_0.33(OH)₂]^0.33+(PPES/Py)^9-_0.037·4.0H₂O，其中PPES/Py的聚合度为25。

将上述复合材料进行X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)分析，分析结果显示本实施例成功制备了聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料。如图1～3所示，由XRD结构参数可知3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石的d₀₀₃层间距为1.61nm，扣除0.48nm的LDHs层板厚度，层间通道高度为1.13nm，由于3-乙基磺酸根吡咯离子长轴方向的长度大约为0.58nm，因此，3-乙基磺酸根吡咯在水滑石层间采取轴线垂直层板的双层排列方式；吡咯进入层间以及在层间发生原位聚合后层间距为1.62nm和1.60nm，并没有明显变化，这表明后插入的吡咯分子填充到了3-乙基磺酸根吡咯的空隙，然后3-乙基磺酸根吡咯和吡咯在层间发生聚合，这个过程始终保持双层排列结构，在3-乙基磺酸根吡咯与吡咯生成聚合物后，其水滑石晶胞参数a值保持不变，表明产物具有完整的层状结构；从红外光谱中可以看到，在1384cm^-1处，原硝酸根插层水滑石的硝酸根特征振动峰明显减弱，制备得到的3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石材料及聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石分别在1552cm^–1和1550cm^–1处出现了吡咯环中C-N伸缩振动特征峰，在1381cm^–1处出现了吡咯上＝C-H的面内弯曲振动峰，在1263cm^–1处出现了SO₂的伸缩振动峰，这些都表明3-乙基磺酸根吡咯插入水滑石层间，且在聚合后依然保持其吡咯结构。

采用四探针测试仪对压好片的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料进行电导率测试，测得其电导率在6.4×10^-5S/cm，具有较好的导电性。

实施例2

聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料的制备工艺，步骤如下：

(1)称取26.7g Zn(NO₃)₂·6H₂O和11.3g Al(NO₃)₃·9H₂O溶于100mL除CO₂的去离子水中配制成混合盐溶液，另称取5.6g NaOH溶于50mL除CO₂的去离子水中，在室温N₂保护下采用双滴法将混合盐溶液和NaOH溶液加入到四口瓶中进行强烈搅拌，然后用1.0mol/L的NaOH溶液调节其pH值为10，将所得浆液在90℃下晶化12h，产物放入离心机中，在转速为3000r/min下离心4min，再用除CO₂的去离子水洗涤至洗涤液呈中性，在70℃下干燥36h后进行表征，得到水滑石前体ZnAl-NO₃-LDHs，其中Zn²⁺与Al³⁺的摩尔比为3；

(2)称取1.0g 3-乙基磺酸吡咯溶于100mL除CO₂去离子水中，然后将其转入四口瓶中，用1.0mol/L的NaOH溶液将3-乙基磺酸根吡咯溶液的pH值调至8.5，再加入15.0g由步骤(1)得到的水滑石前体ZnAl-NO₃-LDHs，在N₂保护下加热至90℃，搅拌反应36h，然后将沉淀物进行过滤，反复用除CO₂去离子水进行洗涤，直至洗涤液的pH值为7，经抽滤后放入烘箱，在60℃下干燥15h，得到3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石PES-LDHs；

(3)称取6.0g吡咯溶于100mL乙醇中，加入步骤(2)得到的3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石10.0g，放入超声波震荡器中超声处理0.5h，在超声处理时可采用加入冰块的方法控制温度不超过30℃，超声处理后的产物依次用乙醇和除CO₂去离子水洗涤三次，然后在60℃下干燥36h后得到3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PES/Py-LDHs；

(4)用除CO₂的去离子水配制质量百分浓度为0.3％过硫酸钾的水溶液50mL，用0.5mol/L的NaOH溶液将其pH值调至8.0，称取步骤(3)得到的3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石10.0g加入到放入该溶液中浸泡2h，然后用除CO₂的去离子水进行充分洗涤，放入烘箱中60℃下加热18h，得到聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PPES/Py-LDHs。

本实施例中，最终得到的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石的化学式为：[(Zn²⁺)_0.75(Al³⁺)_0.25(OH)₂]^0.25+(PPES/Py)^13-_0.019·2.8H₂O，其中，PPES/Py的聚合度为57。

将上述复合材料进行X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)分析，分析结果显示本实施例成功制备了聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料。由XRD结构参数可知3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石的d₀₀₃层间距为1.60nm，扣除0.48nm的LDHs层板厚度，层间通道高度为1.12nm，由于3-乙基磺酸根吡咯离子长轴方向的长度大约为0.58nm，因此，3-乙基磺酸根吡咯在水滑石层间采取轴线垂直层板的双层排列方式；吡咯进入层间以及在层间发生原位聚合后层间距为1.61nm和1.60nm，并没有明显变化，这表明后插入的吡咯分子填充到了3-乙基磺酸根吡咯的空隙，然后3-乙基磺酸根吡咯和吡咯在层间发生聚合，这个过程始终保持双层排列结构，在3-乙基磺酸根吡咯与吡咯生成聚合物后，其水滑石晶胞参数a值保持不变，表明产物具有完整的层状结构；从红外光谱中可以看到，在1384cm^-1处，原硝酸根插层水滑石的硝酸根特征振动峰明显减弱，制备得到的3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石材料及聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石分别在1551cm^–1和1550cm^–1处出现了吡咯环中C-N伸缩振动特征峰，在1383cm^–1处出现了吡咯上＝C-H的面内弯曲振动峰，在1263cm^–1处出现了SO₂的伸缩振动峰，这些都表明3-乙基磺酸根吡咯插入水滑石层间，且在聚合后依然保持其吡咯结构。

采用四探针测试仪对压好片的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料进行电导率测试，测得其电导率在9.7×10^-5S/cm，具有较好的导电性。

实施例3

聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料的制备工艺，步骤如下：

(1)称取16.4g ZnCl₂和14.5g AlCl₃·6H₂O溶于100mL除CO₂的去离子水中配制成混合盐溶液，另称取5.6g NaOH溶于50mL除CO₂去离子水中，在室温N₂保护下采用双滴法将混合盐溶液和NaOH溶液加入到四口瓶中进行强烈搅拌，然后用0.5mol/L的NaOH溶液调节其pH值为8，将所得浆液在80℃下晶化24h，产物放入离心机中，在转速为3500r/min下离心3min，再用除CO₂的去离子水洗涤至洗涤液呈中性，取出样品在80℃下干燥24h后进行表征，得到水滑石前体ZnAl-Cl-LDHs，其中Zn²⁺与Al³⁺的摩尔比为2；

(2)称取1.0g 3-乙基磺酸吡咯溶于100mL除CO₂去离子水中，然后将其转入四口瓶中，用0.8mol/L的NaOH溶液将3-乙基磺酸根吡咯溶液的pH值调至7.5，再加入15.0g由步骤(1)得到的水滑石前体ZnAl-Cl-LDHs，在N₂保护下加热至70℃，搅拌反应36h，然后将沉淀物进行过滤，反复用除CO₂去离子水进行洗涤，直至洗涤液的pH值为7，经抽滤后放入烘箱，在70℃下干燥12h，得到3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石PES-LDHs；

(3)称取8.0g吡咯溶于100mL乙醇中，加入步骤(2)得到的3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石10.0g，放入超声波震荡器中超声处理2.0h，在超声处理时可采用加入冰块的方法控制温度不超过30℃，超声处理后的产物依次用乙醇和除CO₂去离子水洗涤三次，然后在70℃下干燥24h后得到3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PES/Py-LDHs；

(4)用除CO₂的去离子水配制质量百分浓度为0.5％过硫酸钾的水溶液50mL，用1.0mol/L的NaOH溶液将其pH值调至8.5，称取步骤(3)得到的3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石10.0g加入到放入该溶液中浸泡1.0h，然后用除CO₂的去离子水进行充分洗涤，放入烘箱中55℃下加热20h，得到聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PPES/Py-LDHs。

本实施例中，最终得到的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石的化学式为：[(Zn²⁺)_0.67(Al³⁺)_0.33(OH)₂]^0.33+(PPES/Py)^17-_0.019·2.6H₂O，其中，PPES/Py的聚合度为168。

将上述复合材料进行X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)分析，分析结果显示本实施例成功制备了聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料。由XRD结构参数可知，3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石的d₀₀₃层间距为1.63nm，扣除0.48nm的LDHs层板厚度，层间通道高度为1.15nm，由于3-乙基磺酸根吡咯离子长轴方向的长度大约为0.49nm，因此，3-乙基磺酸根吡咯在水滑石层间采取轴线垂直层板的双层排列方式；吡咯进入层间以及在层间发生原位聚合后的层间距依然为1.65nm和1.64nm，并没有发生明显变化，这表明后插入的吡咯分子填充到了3-乙基磺酸根吡咯的空隙，然后3-乙基磺酸根吡咯和吡咯在层间发生聚合，这个过程始终保持双层排列结构，在3-乙基磺酸根吡咯与吡咯生成聚合物后，其水滑石晶胞参数a值保持不变，表明产物具有完整的层状结构；从红外光谱中可以看到，制备得到的3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石材料及聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石，都在1550cm^–1出现了羧基(–COO–)对称伸缩振动特征峰，并在1425cm^–1、1353cm^–1处出现了吡咯骨架C＝C的特征振动峰，这表明3-乙基磺酸根吡咯插入水滑石层间，且在聚合后依然保持其吡咯结构。

采用四探针测试仪对压好片的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料进行电导率测试，测得其电导率在2.6×10^-4S/cm，具有较好的导电性。

实施例4

聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料的制备工艺，步骤如下：

(1)称取15.4g Mg(NO₃)₂·6H₂O和11.3g Al(NO₃)₃·9H₂O溶于100mL除CO₂去离子水中配制成混合盐溶液，另称取5.6g NaOH溶于50mL除CO₂去离子水中，在室温N₂保护下采用双滴法将混合盐溶液和NaOH溶液加入到四口瓶中进行强烈搅拌，然后用1.0mol/L的NaOH溶液调节其pH值为10，将所得浆液在90℃下晶化12h，产物放入离心机中，在转速为3500r/min下离心3min，再用除CO₂的去离子水洗涤至洗涤液呈中性，在90℃下干燥20h后进行表征，得到水滑石前体MgAl-NO₃-LDHs，其中Mg²⁺与Al³⁺的摩尔比为2；

(2)称取1.0g 3-乙基磺酸吡咯溶于100mL除CO₂的去离子水中，然后将其转入四口瓶中，用1mol/L的NaOH溶液将3-乙基磺酸根吡咯溶液的pH值调至6.5，再加入15.0g由步骤(1)得到的水滑石前体MgAl-NO₃-LDHs，在N₂保护下加热至80℃，搅拌反应12h，然后将沉淀物进行过滤，反复用除CO₂去离子水进行洗涤，直至洗涤液的pH值为7，经抽滤后放入烘箱，在40℃下干燥24h，得到3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石PES-LDHs；

(3)称取7.0g吡咯溶于100mL乙醇中，加入步骤(2)得到的3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石10.0g，放入超声波震荡器中超声处理1h，在超声处理时可采用加入冰块的方法控制温度不超过30℃，超声处理后的产物依次用乙醇和除CO₂去离子水洗涤三次，然后在70℃下干燥20h后得到3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PES/Py-LDHs；

(4)用除CO₂的去离子水配制质量百分浓度为0.4％过硫酸钾的水溶液50mL，用0.8mol/L的NaOH溶液将其pH值调至8.0，称取步骤(3)得到的3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石10.0g加入到放入该溶液中浸泡1.5h，然后用除CO₂的去离子水进行充分洗涤，放入烘箱中70℃下加热12h，得到聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石PPES/Py-LDHs。

本实施例中，最终得到的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石的化学式为：[(Mg²⁺)_0.67(Al³⁺)_0.33(OH)₂]^0.33+(PPES/Py)^15-_0.022·3.1H₂O，其中PPES/Py的聚合度为95。

将上述复合材料进行X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)分析，分析结果显示本实施例成功制备了聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料。由XRD结构参数可知3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石的d₀₀₃层间距为1.62nm，扣除0.48nm的LDHs层板厚度，层间通道高度为1.14nm，由于3-乙基磺酸根吡咯离子长轴方向的长度大约为0.49nm，因此，3-乙基磺酸根吡咯在水滑石层间采取轴线垂直层板的双层排列方式；吡咯进入层间以及在层间发生原位聚合后的层间距为1.623nm和1.61nm，并没有发生明显变化，这表明后插入的吡咯分子填充到了3-乙基磺酸根吡咯的空隙，然后3-乙基磺酸根吡咯和吡咯在层间发生聚合，这个过程始终保持双层排列结构，在3-乙基磺酸根吡咯与吡咯生成聚合物后，其水滑石晶胞参数a值保持不变，表明产物具有完整的层状结构；从红外光谱中可以看到，在1384cm^-1处，原硝酸根插层水滑石的硝酸根特征振动峰消失，制备得到的3-乙基磺酸根吡咯插层水滑石材料及聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石都在1551cm^–1出现了羧基(–COO–)对称伸缩振动特征峰，并在1423cm^–1、1353cm^–1处出现了吡咯骨架C＝C的特征振动峰，这表明3-乙基磺酸根吡咯插入水滑石层间，且在聚合后依然保持其吡咯结构。

采用四探针测试仪对压好片的聚3-乙基磺酸根吡咯/吡咯插层水滑石复合材料进行电导率测试，测得其电导率在1.8×10^-4S/cm，具有较好的导电性。