CN100412110C - 一种聚苯胺纳米纤维及其制备方法 - Google Patents

一种聚苯胺纳米纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种聚苯胺纳米纤维及其制备方法，包括下列顺序步骤：将五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液按五氧化二钒与苯胺摩尔比为1∶1～1∶4充分混合，控制无机酸的摩尔浓度为0.1-2mol/L，在温度0-5℃反应1～24小时，得到聚合产物；聚合产物经离心分离和洗涤后，干燥得到聚苯胺纳米纤维。该方法在制备过程中不涉及任何模板、表面活性剂和有机溶剂，工艺简单，聚苯胺纳米纤维形貌容易控制，易于进行批量生产。

Description

一种聚苯胺纳米纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种制备聚苯胺纳米纤维的方法，具体地说涉及一种以钒酸为氧化剂的化学氧化聚合制备聚苯胺纳米纤维的方法。本发明进一步涉及以上述方法制备的聚苯胺纳米纤维。
背景技术
聚苯胺是一种具有共轭双键的导电聚合物。由于具有简单的非氧化还原掺杂/解掺杂性质，聚苯胺在众多的导电聚合物中是非常独特的。经过简单的酸/碱掺杂处理后，它的导电率可以从原来的σ＜10-10S/cm(绝缘体)提高到σ＞1S/cm(导体)。传统的化学或电化学制备的聚苯胺通常是球形颗粒。一维聚苯胺纳米纤维同时拥有有机导体和低维纳米结构的优点，近年来已经成为人们研究的热点之一。它在高分子导线、化学传感器和激发器、生物传感器、充电电池、屏蔽材料、吸波材料、发光和微电子器件等方面均有着潜在的应用。目前，化学氧化聚合制备聚苯胺纳米纤维的氧化剂主要有过硫酸铵、氯金酸和三氯化铁等。至今未见采用钒酸作为氧化剂制备一维聚苯胺纳米纤维的方法报道。纳米材料是指三维空间中至少有一维尺寸小于100nm的材料。按维度可分为三类：零维；一维；二维。其中，一维是指在空间中有两维处于纳米尺度，如纳米纤维、纳米棒、纳米管等。聚苯胺纳米纤维的制备方法主要依靠多孔聚合物和氧化铝膜为模板、表面活性剂指导、界面聚合等。然而要得到纯净的聚苯胺纳米纤维，这些方法往往涉及模板、表面活性剂和有机溶剂去除的后处理工艺，不但会污染环境，而且容易破坏聚苯胺纳米纤维的形貌。
发明内容
针对目前聚苯胺纳米纤维制备中存在的因模板、表面活性剂和有机溶剂去除等而带来的复杂的后处理问题，本发明提出了一种以钒酸为氧化剂的化学氧化聚合制备聚苯胺纳米纤维的方法，该方法在制备过程中不涉及任何模板、表面活性剂和有机溶剂，工艺简单，聚苯胺纳米纤维形貌容易控制，易于进行批量生产。
为实现上述发明目的，本发明采用了下述技术方案。
本发明公开了一种制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括下列顺序步骤：
将五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液按五氧化二钒与苯胺摩尔比为1∶1～1∶4充分混合，控制无机酸的摩尔浓度为0.1-2mol/L，在温度为0-5℃反应1～24小时，得到聚合产物；聚合产物经离心分离和洗涤后，干燥得到聚苯胺纳米纤维。
本发明进一步公开了一种聚苯胺纳米纤维，经包括下列顺序步骤的方法加工获得：
将五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液按五氧化二钒与苯胺摩尔比为1∶1～1∶4充分混合，控制无机酸的摩尔浓度为0.1-2mol/L，在温度为0-5℃反应1～24小时，得到聚合产物；聚合产物经离心分离和洗涤后，干燥得到聚苯胺纳米纤维。
所述的无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、氟硼酸中的一种或多种。本发明也可以采用其他无机酸对混合溶液的酸浓度进行调整。
所述五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液采用去离子水配制。
聚合产物经离心分离后，用水及乙醇冲洗数次，室温干燥后即得到产物聚苯胺纳米纤维。
本发明的聚苯胺纳米纤维的尺寸由扫描电子显微镜(SEM)证实。本发明的聚苯胺的分子结构由傅立叶红外光谱(FTIR)证实。
上述技术方案中，五氧化二钒溶解到不同浓度的掺杂酸(无机酸)溶液中，随着掺杂酸浓度的提高会生成不同聚合度的钒酸，并可在化学氧化聚合后，得到不同形貌及直径的聚苯胺纳米纤维。其中通常在配置五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液时调整五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液的酸的摩尔浓度，以便在五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液混合后，控制无机酸的摩尔浓度为0.1-2mol/L。当然也可以在五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液混合后，加入无机酸，调整混合溶液的摩尔浓度至0.1-2mol/L。
本发明的聚苯胺纳米纤维形貌容易控制，其表面多样化，可以从纳米棒、纳米粒子调控到光滑。该方法工艺简单，制备过程中不涉及任何模板、表面活性剂和有机溶剂的使用，易于进行批量生产。
附图说明
图1为按本发明方法制备的聚苯胺纳米纤维的SEM照片。
图2为按本发明方法制备的的聚苯胺的FTIR光谱图。
图3为按本发明方法制备的聚苯胺纳米纤维的SEM照片。
具体实施方式
具体实施方式1：
一种以钒酸为氧化剂通过化学氧化聚合制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括下列顺序步骤：
(1)将五氧化二钒盐酸水溶液和苯胺盐酸水溶液按照五氧化二钒、苯胺摩尔比为1∶1充分混合，并控制混合溶液盐酸摩尔浓度为0.1-0.5mol/L，在0-3℃反应1～10小时，得到聚合产物；
(2)将上述反应产物经离心分离后，分别用水和乙醇洗涤三次后，然后，将产物在在室温下干燥24小时，得到墨绿色的聚苯胺纳米纤维。
具体实施方式2：
一种以钒酸为氧化剂通过化学氧化聚合制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括下列顺序步骤：
(1)将五氧化二钒氟硼酸水溶液和苯胺盐酸水溶液按照五氧化二钒、苯胺摩尔比为1∶2充分混合，并控制混合溶液盐酸摩尔浓度为0.5-2mol/L，后在3-5℃反应8～18小时，得到聚合产物；
(2)将上述反应产物经离心分离后，用水洗涤去除杂质，在室温下干燥24小时后，得到墨绿色的聚苯胺纳米纤维。
具体实施方式3：
一种以钒酸为氧化剂通过化学氧化聚合制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括下列顺序步骤：
(1)将五氧化二钒盐酸水溶液和苯胺磷酸水溶液按照五氧化二钒、苯胺摩尔比为1∶4充分混合，并控制混合溶液盐酸摩尔浓度为0.5-2mol/L，在0-5℃反应10～24小时，得到聚合产物；
(2)将上述反应产物经离心分离后，用水和乙醇洗涤去除杂质，在室温下干燥24小时后，得到墨绿色的聚苯胺纳米纤维。
具体实施方式4：
一种以钒酸为氧化剂通过化学氧化聚合制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括下列顺序步骤：
(1)将五氧化二钒盐酸水溶液和苯胺盐酸水溶液按照五氧化二钒、苯胺摩尔比为1∶3充分混合，并控制混合溶液盐酸摩尔浓度为1.5-2mol/L，后在2-5℃反应12～24小时，得到聚合产物；
(2)将上述反应产物经离心分离后，用水和乙醇洗涤去除杂质后，在室温下干燥，得到墨绿色的聚苯胺纳米纤维。
具体实施方式5：
一种以钒酸为氧化剂通过化学氧化聚合制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括下列顺序步骤：
(1)将五氧化二钒硫酸水溶液和苯胺盐酸水溶液按照五氧化二钒、苯胺摩尔比为1∶3.5充分混合，并控制混合溶液盐酸摩尔浓度为1.5-2mol/L，在0-3℃反应10～24小时，得到聚合产物；
(2)将上述反应产物经离心分离后，用水洗涤除去杂质，在室温下干燥后，得到聚苯胺纳米纤维。
具体实施方式6：
一种聚苯胺纳米纤维，经包括下列顺序步骤的方法加工获得：
(1)将五氧化二钒盐酸水溶液和苯胺硫酸水溶液按照五氧化二钒、苯胺摩尔比为1∶3.5充分混合，并控制混合溶液酸摩尔浓度为1.5-2mol/L，在2-3℃反应1～10小时，得到聚合产物；
(2)将上述反应产物经离心分离后，用水洗涤除去杂质，在室温下干燥后，得到聚苯胺纳米纤维。
具体实施方式7：
一种聚苯胺纳米纤维，经包括下列顺序步骤的方法加工获得：
(1)将五氧化二钒磷酸水溶液和苯胺硫酸水溶液按照五氧化二钒、苯胺摩尔比为1∶3充分混合，并控制混合溶液酸摩尔浓度为0.1-1mol/L，在2-3℃反应5～15小时，得到聚合产物；
(2)将上述反应产物经离心分离后，用水洗涤除去杂质，在室温下干燥后，得到聚苯胺纳米纤维。
具体实施方式8：
一种聚苯胺纳米纤维，经包括下列顺序步骤的方法加工获得：
(1)将五氧化二钒磷酸水溶液和苯胺氟硼酸水溶液按照五氧化二钒、苯胺摩尔比为1∶1.5充分混合，并控制混合溶液酸摩尔浓度为0.5-1.5mol/L，在3-5℃反应16～24小时，得到聚合产物；
(2)将上述反应产物经离心分离后，用水和乙醇洗涤除去杂质，在室温下干燥后，得到聚苯胺纳米纤维。
具体实施方式9：
一种聚苯胺纳米纤维，经包括下列顺序步骤的方法加工获得：
(1)将五氧化二钒磷酸水溶液和苯胺氟硼酸水溶液按照五氧化二钒、苯胺摩尔比为1∶3充分混合，控制混合溶液酸摩尔浓度为0.5-1.5mol/L，在0-3℃反应15～20小时，得到聚合产物；
(2)将上述反应产物经离心分离后，用水和乙醇洗涤除去杂质，在室温下干燥后，得到聚苯胺纳米纤维。
按照上述具体实施方式采用的方法，可制备出如图1、图3所示形貌、图2所示图谱的聚苯胺纳米纤维。
其中图1中聚苯胺纳米纤维直径为40-100nm，长度可达十几微米。
图2谱图中1633cm-1和1465cm-1的吸收峰分别为聚苯胺分子链中醌环和苯环C＝C伸缩振动的特征峰。
图3中聚苯胺纳米纤维的直径为150-300nm，表面形貌为放射状排列的直径为10-20nm的聚苯胺纳米棒。

Claims (8)

1. 一种聚苯胺纳米纤维的制备方法，包括下列顺序步骤：
将五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液按五氧化二钒与苯胺摩尔比为1∶1～1∶4充分混合，控制无机酸的摩尔浓度为0.1-2mol/L，在温度0-5℃反应1～24小时，得到聚合产物；聚合产物经离心分离和洗涤后，干燥得到聚苯胺纳米纤维。
2. 根据权利1要求所述的聚苯胺纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述的无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、氟硼酸中的一种或多种。
3. 根据权利要求1所述的聚苯胺纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液采用去离子水配制。
4. 根据权利要求1所述的聚苯胺纳米纤维的制备方法，其特征在于：聚合产物经离心分离后，用水及乙醇冲洗数次，室温干燥后即得到产物聚苯胺纤维。
5. 一种聚苯胺纳米纤维，经包括下列顺序步骤的方法加工获得：
将五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液按五氧化二钒与苯胺摩尔比为1∶1～1∶4充分混合，控制无机酸的摩尔浓度为0.1-2mol/L，控制温度0-5℃反应1～24小时，得到聚合产物；聚合产物经离心分离和洗涤后，干燥得到聚苯胺纳米纤维。
6. 根据权利5要求所述的聚苯胺纳米纤维，其特征在于：所述的无机酸为盐酸、硫酸、磷酸、氟硼酸中的一种或多种。
7. 根据权利5要求所述的聚苯胺纳米纤维，其特征在于，所述五氧化二钒无机酸水溶液与苯胺无机酸水溶液采用去离子水配制。
8. 根据权利5要求所述的聚苯胺纳米纤维，其特征在于：聚合产物经离心分离后，用水及乙醇冲洗数次，室温干燥后即得到产物聚苯胺纤维。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109879267A (zh) * 2019-03-14 2019-06-14 中山大学 一种纳米多孔碳材料的制备方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101942090B (zh) * 2010-09-10 2012-01-25 太原理工大学 一种纳米纤维聚苯胺的制备方法
CN102952268B (zh) * 2012-10-29 2014-07-09 太原理工大学 单一顺式构象聚苯胺导电高分子材料及其制备方法
CN104818542B (zh) * 2015-04-13 2017-06-13 昆明理工大学 一种聚苯胺及其衍生物纳米纤维的制备方法
CN108624044B (zh) * 2018-06-08 2020-08-21 广州建翎电子技术有限公司 一种新能源汽车充电桩插口用纳米导电材料
CN110003467B (zh) * 2019-03-14 2021-05-25 中山大学 一种超长聚吡咯纳米纤维的制备方法
CN113024805B (zh) * 2020-11-25 2022-07-01 重庆大学 一种可大面积制备聚苯胺薄膜的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1099443A (zh) * 1993-08-25 1995-03-01 沈陆海 聚苯胺导电涤纶纤维的制备方法
US20060122366A1 (en) * 2002-12-17 2006-06-08 Hsing-Lin Wang Chemical synthesis of chiral conducting polymers

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1099443A (zh) * 1993-08-25 1995-03-01 沈陆海 聚苯胺导电涤纶纤维的制备方法
US20060122366A1 (en) * 2002-12-17 2006-06-08 Hsing-Lin Wang Chemical synthesis of chiral conducting polymers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109879267A (zh) * 2019-03-14 2019-06-14 中山大学 一种纳米多孔碳材料的制备方法

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