一种聚苯胺纳米树及其制备方法_2

文档序号:9318965阅读:来源:国知局
不限制本发明。
[0024] 本发明的各实施例中所用的原料除下述特殊说明的外,其他均购自上海国药集团 化学试剂有限公司;
[0025] 3. 0~5. 0代聚酰胺-胺树状大分子购自美国Sigma-Aldrich公司。
[0026] 实施例1
[0027] -种聚苯胺纳米树,其制备过程所用的原料,按重量份数计算,其组成及含量如 下:
[0028] 树状大分子 0.50份 苯胺 2份 氣化剂 6S份 质子酸 110扮
[0029] 其中所述的树状大分子为3. 0代的聚酰胺-胺;
[0030] 所述的氧化剂为过硫酸铵;
[0031] 所述的质子酸为无机质子酸,所述的无机质子酸为浓度为1. Omol/L盐酸水溶液;
[0032] 上述的一种聚苯胺纳米树的制备方法,即在树状大分子存在下,苯胺与质子酸反 应得到苯胺盐,再与氧化剂经化学氧化聚合反应得到聚苯胺纳米树,具体包括如下步骤:
[0033] (1)、将0. 5g树状大分子和5mL无水乙醇依次加入到250mL四颈烧瓶容器中,在功 率200W下超声处理lOmin,得到浓度为100mg/mL的树状大分子乙醇溶液,然后加入100g质 子酸和2g苯胺,继续在功率200W下超声处理30min,得到混合溶液;
[0034] (2)、于另一 250mL的烧杯中加入6. 9g氧化剂和剩余的10g质子酸,在功率200W 下超声处理5min,得到含氧化剂的均相酸溶液;
[0035] (3)、在温度50°C、搅拌速度1000r/min下,控制滴加速率为0? 7mL/min将步骤(2) 所得含氧化剂的均相酸溶液全部滴加到步骤(1)所得的混合溶液中,滴加结束后,控制温 度为50°C进行反应4h,所得的反应液在转速8000r/min下离心5min,所得的沉淀依次用 二次蒸馏水、无水乙醇和丙酮各洗涤3次,然后在温度60°C、压力-0.1 MPa下进行真空干燥 12h,即得聚苯胺纳米树。
[0036] 采用X射线衍射仪(D/max 2200PC,日本理学电机株式会社)对上述所得的聚苯胺 纳米树进行测定,所得的X射线粉末衍射图如图1所示,从图1可看出,所得的聚苯胺纳米 树在衍射角19°和23°处观察到明显的聚苯胺的特征衍射峰。
[0037] 采用傅立叶红外光谱分析仪(Nicolet 6700,美国Nicolet公司)对上述所得的聚 苯胺纳米树进行测定,所得的红外光谱图如图2所示,从图2中可知,所得的聚苯胺纳米树 在波数3420、1637、1498、1384、1133、816cm 1处均出现了聚苯胺的红外特征吸收峰。
[0038] 采用扫描电子显微镜(FEI Quanta200 FEG,荷兰FEI公司)对上述所得的聚苯胺 纳米树进行观察,发现上述所得的聚苯胺纳米树由直径约6nm、长度约20nm的纳米棒组装 而成,为纳米树状结构。
[0039] 采用数字式四探针测试仪(SX1934,苏州市百神科技有限公司)对上述所得的聚 苯胺纳米树进行测定,其电导率为3. 0S/cm。
[0040] 实施例2
[0041] -种聚苯胺纳米树,其制备过程所用的原料,按重量份数计算,其组成及含量如 下:
[0042] 树状大分子 0.25份 苯胺 1.16份 氧化剂 2.28汾 质子酸 110份
[0043] 其中所述的树状大分子为3. 5代的聚酰胺-胺;
[0044] 所述的氧化剂为过硫酸铵;
[0045] 所述的质子酸为无机质子酸,所述的无机质子酸为浓度为1. Omol/L盐酸水溶液.
[0046] 上述的一种聚苯胺纳米树的制备方法,即在树状大分子存在下,苯胺与质子酸反 应得到苯胺盐,再与氧化剂经化学氧化聚合反应得到聚苯胺纳米树,具体包括如下步骤:
[0047] (1)、将0. 25g树状大分子和10mL无水乙醇依次加入到250mL四颈烧瓶容器中,在 功率300W下超声处理20min,得到浓度为25mg/mL的树状大分子乙醇溶液,然后加入100g 质子酸和1. 16g苯胺,继续在功率300W下超声处理20min,得到混合溶液;
[0048] (2)、于另一 250mL的烧杯中加入2. 28g氧化剂和剩余的10g质子酸,在功率300W 下超声处理5min,得到含氧化剂的均相酸溶液;
[0049] (3)、在温度20°C、搅拌速度3000r/min下,控制滴加速率为0. 5mL/min将步骤 (2)所得含氧化剂的均相酸溶液滴加到步骤(1)所得的混合溶液中,滴加结束后,控制温度 20°C进行反应8h,所得的反应液在转速8000r/min下离心5min,所得的沉淀依次用二次蒸 馏水、无水乙醇和丙酮各洗涤3次,然后在温度60°C、压力-0.1 MPa下进行真空干燥12h,即 得聚苯胺纳米树。
[0050] 上述所得的聚苯胺纳米树在19°和25°两处观察到聚苯胺的特征衍射峰,在波 数3418、1633、1497、1384、1133、816cm 1处均出现聚苯胺的红外特征吸收峰;聚苯胺纳米树 由直径约5nm、长度约18nm的纳米棒组装而成,为纳米树状结构,经测试其电导率为4. 9S/ cm〇
[0051] 实施例3
[0052] -种聚苯胺纳米树,其制备过程所用的原料,按重量份数计算,其组成及含量如 下:
[0053] 树状大分子 0.2份 苯胺 1份 氧化剂 1.5份 康子酸 110份
[0054] 其中所述的树状大分子为4. 0代的聚酰胺-胺;
[0055] 所述的氧化剂为过硫酸铵;
[0056] 所述的质子酸为无机质子酸,所述的无机质子酸为浓度为1. Omol/L的盐酸水溶 液。
[0057] 上述的一种聚苯胺纳米树的制备方法,即在树状大分子存在下,苯胺与质子酸反 应得到苯胺盐,再与氧化剂经化学氧化聚合反应得到聚苯胺纳米树,具体包括如下步骤:
[0058] (1)、将0? 20g树状大分子和15mL无水乙醇依次加入到250mL四颈烧瓶容器中, 在功率200W下超声处理25min,得到浓度为13. 33mg/mL的树状大分子乙醇溶液,然后加入 l〇〇g质子酸和lg苯胺,继续在功率200W超声处理25min,得到混合溶液;
[0059] (2)、于另一 250mL的烧杯中加入1. 5g氧化剂和剩余的10g质子酸,在功率100W 下超声处理l〇min,得到含氧化剂的均相酸溶液;
[0060] (3)、在温度0°C、搅拌速度1500r/min下,控制滴加速度为0? 6mL/min将步骤(2) 所得含氧化剂的均相酸溶液滴加到步骤(1)所得的混合溶液中,滴加结束后,控制温度为 〇°C进行反应10h,所得的反应液在转速8000r/min下离心5min,所得沉淀依次用二次蒸馏 水、无水乙醇和丙酮各洗涤3次,然后在温度60°C、压力-0.1 MPa下进行真空干燥12h,即得 聚苯胺纳米树。
[0061] 上述所得的聚苯胺纳米树,在衍射角20°和23°两处观察到聚苯胺的特征衍射 峰,在波数3418、1636、1497、1384、1132、816cm 1处均出现聚苯胺的红外特征吸收峰;聚苯 胺纳米树由直径约4nm、长度为18nm的纳米棒组装而成,为纳米树状结构,经测试其电导率 为 5. 9S/cm〇
[0062] 实施例4
[0063] -种聚苯胺纳米树,其制备过程所用的原料,按重量份数计算,其组成及含量如 下:
[0064] 树状大分子 0.1份 苯胺 1.16份 氧化剂 1.71份 质子酩 200份
[0065] 其中所述的树状大分子为4. 0代的聚酰胺-胺;
[0066] 所述的氧化剂为碘酸氢钾;
[0067] 所述的质子酸为无机质子酸,所述的无机质子酸为浓度为1. 0m〇l/L的硫酸水溶 液;
[0068] 上述的一种聚苯胺纳米树的制备方法,即在树状大分子存在下,苯胺与质子酸反 应得到苯胺盐,再与氧化剂经化学氧化聚合反应得到聚苯胺纳米树,具体包括如下步骤:
[0069] (1)、将0. 10g树状大分子和20mL无水乙醇依次加入到250mL四颈烧瓶容器中,在 功率300W下超声处理20min,得到浓度为5mg/mL的树状大分子乙醇溶液,然后加入100g质 子酸和1. 16g苯胺,继续在功率300W下超声处理20min,得到混合溶液;
[0070] (2)、于另一 250mL的烧杯中加入1. 71g氧化剂和剩余的100g质子酸,在功率100W 下超声处理lOmin,得到含
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