专利名称：一种制备磁性纳米聚吡咯材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种制备磁性导电高分子聚吡咯纳米材料的方法，具体涉及以离子液 体1-丁基-3甲基咪唑的四氯化铁盐(BMIM[FeClJ)作为氧化剂和掺杂剂，利用化学聚合 或者电化学聚合的方法合成磁性聚吡咯纳米材料。
背景技术：
导电聚合物(Conducting Polymers, CPs)具有特殊的结构和优良的光、电子、电化 学性能，在能源、信息存贮、光电子器件、传感器、军事隐身技术等方面具有重要的应用，是 不可替代的新兴的功能材料。作为导电高分子中最为常见的一种，聚吡咯以其合成方法多 样、合成反应简单、制造成本相对低廉、电导率范围大等优点备受关注，具有广阔的应用前
旦
ο为了进一步增加导电高分子的新的和更多的应用途径，导电高分子的新的性质不 断被开发和研究。如果能够赋予导电高分子材料以磁性能，则有望开发其在电磁屏蔽材料、 电磁吸收剂等方面的应用，因而导电高分子材料的磁性能研究引起了研究者的极大兴趣。在磁性导电高分子的制备方法中，由于导电高分子/无机金属氧化物的磁性 往往来源于其中的无机材料，因此，研究者将目光瞄向通过掺杂技术制备磁性导电高 分子的方法上。在先技术中，利用AC/;阴离子在导电高分子中的掺杂赋予了后者磁 性 能[A. Pron, I. Kulszewica, D. billand, J. Przyluski, J. Chem. Soc. Chem. Commun. (1981)783//S. R. Vadera, N. Kumar, Frontiers of Polymer Research(Edited byP. N.Prasad, J.K. Nigan)p. 443-447, Plenum Press. New York (1991). //Μ. X. Wan, Suzhen Li, JunchaoLi, Solid State Commun. 97(1996)527-530. //J. Wang, Μ. X.Wan, Synth. Met. 101 (1999)846-847. //J. Wang, Μ. X. Wan，Synth. Met. 101 (1999)848-849]，该磁性能的 强弱依赖于掺杂程度。然而上述工作均在水溶液体系中进行，由于RC/;在水体系中可能会 发生分解，同时，导电高分子在水溶液体系中聚合时，可能会因为水中0或H2O分子对导电 高分子的作用造成其性能的降低。
发明内容
针对上述情况，本发明旨在提出在一种富含的非水体系中简单合成磁性 纳米聚吡咯的方法，具体涉及以一种磁性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑的四氯化铁 (BMIMtFeCl4])作为氧化剂和掺杂剂，使用化学氧化法或者电化学方法合成磁性聚吡咯纳 米材料，具体包括如下步骤1.按照吡咯/离子液体的体积比小于等于3. 5，量取一定量的吡咯单体和离子液 体1-丁基-3-甲基咪唑的四氯化铁(BMIM[FeCl4]，在充分混合均勻后，将混合溶液在黑暗 中静置化学聚合反应24小时，或以Pt盘电极、玻碳电极(GC)或导电玻璃(ITO)中的一种 作为工作电极，Pt丝作为对电极，Ag/AgCl丝作为参比电极，采用动电位法聚合，电位上限 不高于0. 75V
2.上述化学或电化学聚合过程中，温度应该控制在10-60°C以内，优选为 15-30 "C。本发明采用的方法无需贵重仪器，方法简单易行。
图1使用化学氧化法得到的聚吡咯材料的扫描电镜图片，插入图该聚吡咯材料 的磁性测量曲线
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。实施例1量取Iml的吡咯单体放于IOml烧杯中，然后再向其中加入3. 5ml的离子液体，慢 慢搅拌约IOmin后静置于黑暗中，在25°C反应24h。待反应结束，使用乙醇清洗过滤，然后 在60°C真空干燥箱中干燥36h，得到磁性聚吡咯的粉末，其SEM图片如图1所示。实施例2量取Iml的吡咯单体放于5ml的离心管中，再量取约3. 5ml的离子液体，充分摇晃 Imin后放置在三电极体系电解池中。使用Pt盘电极作为工作电极，Pt丝作为对电极，以 Ag/AgCl作为参比电极，在0. 3 0. 75V的电势循环扫描2 4圈，在Pt盘电极上生成一层 薄的聚吡咯层，使用乙醇清洗后氮气吹干，得到磁性聚吡咯的薄膜。实施例3量取Iml的吡咯单体放于5ml的离心管中，再量取约3. 5ml的离子液体加入，充分 摇晃Imin后放置在三电极体系电解池中。使用导电玻璃(ITO)作为工作电极，Pt丝作为 对电极，以Ag/AgCl作为参比电极，在0. 3 0. 75V的电势循环扫描20 40圈，将导电玻 璃上的聚吡咯薄膜剥离到离心管中，使用乙醇充分清洗后，在真空干燥箱中60°C干燥36h， 得到磁性聚吡咯薄膜。实施例4量取Iml的吡咯单体放于IOml烧杯中，然后再向其中加入7. Oml的离子液体，慢 慢搅拌约IOmin后静置于黑暗中，在15°C反应24h。待反应结束，使用乙醇清洗过滤，然后 在60°C真空干燥箱中干燥36h，得到磁性聚吡咯的粉末。实施例5准确量取Iml的吡咯单体放于IOml烧杯中，然后再向其中加入3. 5ml的离子液 体，慢慢搅拌约IOmin后静置于黑暗中，在60°C反应24h。待反应结束，使用乙醇清洗过滤， 然后在60°C真空干燥箱中干燥36h，得到磁性聚吡咯的粉末。
权利要求
一种简单合成磁性纳米聚吡咯的方法，其特征在于以离子液体BMIM[FeCl4]作为氧化剂和掺杂剂，使用化学聚合法或者电化学聚合方法合成磁性聚吡咯纳米粒子，它包括如下步骤(1)准确量取一定量的吡咯单体和离子液体；(2)在反应容器中混合步骤(1)量取的吡咯和离子液体，并辅以搅拌，待两者充分混合后，静置在黑暗中反应24h；(3)在反应容器中混合步骤(1)量取的吡咯和离子液体，使用电化学方法生成聚吡咯的薄膜；(4)对(2)、(3)的产物进行过滤或清洗，并在真空干燥箱中干燥。
2.根据权利要求1所述的一种简单合成磁性纳米聚吡咯的方法，其特征在于吡咯单 体和离子液体的体积比不大于1 3.5。
3.根据权利要求1所述的一种简单绿色合成磁性纳米聚吡咯的方法，其特征在于在 步骤(2)使用化学氧化法合成聚吡咯时；温度应该控制在10-60°C以内，优选为15-30°C。
4.根据权利要求1所述的一种简单合成磁性纳米聚吡咯的方法，其特征在于在步骤 (3)使用电化学方法合成聚吡咯时，工作电极可为Pt盘电极、玻碳电极(GC)或导电玻璃 (ITO)，对电极为Pt丝，参比电极为Ag/AgCl，聚合电位不高于0. 75V。
全文摘要
本发明公开了一种制备磁性导电高分子聚吡咯纳米材料的方法，具体涉及以离子液体1-丁基-3甲基咪唑的四氯化铁盐(BMIM[FeCl4])作为氧化剂和掺杂剂，利用化学聚合或者电化学聚合的方法合成磁性聚吡咯纳米材料。该方法无需贵重仪器，简单易行。
文档编号C08G73/06GK101928459SQ201010273389
公开日2010年12月29日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者徐云龙, 王猛, 赵崇军, 钱秀珍, 陈俊 申请人:华东理工大学