CN102391477B - 一种具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有固有纳米性质聚（邻二乙氧基苯）的合成，步骤为：以三氟化硼乙醚为溶剂，导电玻璃为工作电极和对电极，银/氯化银电极为参比电极，采用恒电位方法聚合得到导电聚（邻二乙氧基苯）。以扫描电极测定得到的导电聚（邻二乙氧基苯）的形貌。以红外光谱和核磁光谱测定聚合物结构。以热重分析仪测定聚合物的热稳定性。本方法采用无模板方法合成一种导电高分子材料，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有固有纳米性质聚邻二乙氧基苯的合成，特别涉及其作为固有纳米特性高分子材料在不同电位及成膜时间下的纳米特性。
背景技术
一维纳米材料由于其特殊的性质引起科研工作者的广泛关注。因此，采用简单的方法合成纳米材料的需求日趋增长。导电高分子作为新型材料在光电二极管、光致发光、电致变色、超级电容器、抗静电材料等方面表现出巨大潜在利用价值，科研工作者期望具有纳米微形貌结构的纳米导电高分子材料能够改善其在以上各领域的应用，并有可能呈现出特殊的材料性质。
导电高分子纳米材料的合成可以分为以下三种方法：（一）硬模板合成：这是一种传统的纳米材料合成方法。以ZnO、Al2O3等具有纳米孔状结构的化合物为模板，采用化学或者电化学方法沉积导电高分子，然后用酸或者碱溶解模板，由此而得到纳米结构的导电高分子。这种方法的主要缺点是：（1）硬模板的制备复杂，其本质是以纳米材料合成纳米材料；（2）硬模板在溶解过程中很难全部溶解掉，所以得到的导电高分子纳米材料面积不大；（3）溶解硬模板时容易破坏导电高分子结构；（4）硬模板只能使用一次，资源浪费厉害。（二）软模板合成又称为自组装合成：这种方法采用表面活性剂为添加剂，不需要使用硬模板。尽管这种方法的合成机理还不是很清楚，不过多数科研工作者认为，在加有表面活性剂的体系中，存在两相界面作用，导电高分子纳米材料在两相的界面上形成了纳米结构。由这种方法延伸出了纳米晶粒诱导合成导电高分子纳米材料和生物模板合成导电高分子纳米材料等方法。但是，加入表面活性剂后，导电高分子的特有性质（导电性、光之发光特性）变得不可控。（三）无模板方法：在不含有任何硬模板和软模板的条件下合成导电高分子纳米材料仅局限在聚苯胺纳米材料的合成。所以有学者认为聚苯胺具有固有的纳米材料性质。聚苯胺可以在含水介质中生成导电高分子纳米材料。其中典型的合成方法是在水油两相（H2O/CH2Cl2）体系的界面聚合。采用化学方法，氧化剂和苯胺分布在水油两相体系中，氧化得到的聚苯胺在两相界面上呈现纳米形貌。其它无模板方法包括稀释聚合、快速搅拌聚合、超声聚合、辐射聚合等方法。这些方法合成纳米材料方法简单，但包含及其复杂的内部机理。并且，这些方法不适合大规模纳米材料的合成。
现有文献[Jiaxing Huang,Richard B. Kaner, The intrinsic nanofibrillar morphology of polyaniline Chemical Communications , 2006, 367-376]公开了一种纳米导电高分子材料的合成方法，并强调具有固有纳米特性的导电高分子材料仅仅局限为聚苯胺。现有文献[Xiaofeng Lu, Wangjin Zhang, Ce Wang, Ten-Chin Wen, Yen Wei, One-dimensional conducting polymer nanocomposites:Synthesis, properties and applications Progress in Polymer Science 36 (2011) 671–712]公开说明了导电高分子纳米材料的合成方法、性质及其在传感器、化学、光电、化学催化以及太阳能电池、染料电池、超级电容器等方面的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无模板电化学合成导电聚邻二乙氧基苯及其合成方法，是一种新的具有固有纳米特性的导电高分子材料。本方法采用无模板方法合成的聚邻二乙氧基苯具有广泛的应用前景：作为气相传感器或者生物传感器的应用扩展；以固有纳米特性的导电聚邻二乙氧基苯的潜在化学、光化学、电化学的催化性能应用价值；以固有纳米特性的导电聚邻二乙氧基苯在太阳能电池、燃料电池、锂离子电池及超级电容器的潜在应用价值。
本发明的技术方案是，具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯，其特性是：（1）直径200-300nm，长度5-20μm；（2）具有长程有序，短程无序的高分子晶态结构，其粉末衍射在2θ=7°，2θ=25°，2θ=27°具有吸收；（3）具有聚乙炔主题结构；（4）具有良好的热稳定性，其主链结构的稳定温度为584.25K。
所述的具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯，优选的方案在于：直径250-280nm，长度10-15μm（更加优选的，直径260nm，长度12μm）。
本发明还提供了所述具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯的合成方法，是以三氟化硼乙醚溶液为溶剂，导电玻璃为工作电极和对电极，银/氯化银电极为参比电极，采用恒电位方法聚合得到导电聚邻二乙氧基苯。
所述的合成方法，优选的方案是，具体步骤如下：
（1）取邻二乙氧基苯溶于三氟化硼乙醚溶液中，静置溶解，通氮气10-20分钟。
（2）以导电玻璃为工作电极和对电极，以银/氯化银电极为参比电极，0.9-1.4伏恒电位反应20-300秒，得到聚邻二乙氧基苯产物。
所述的合成方法，优选的方案是，步骤（1）中所用三氟化硼乙醚溶液的质量浓度是0.5-0.8mol/l（优选的质量浓度是0.6-0.7mol/l，更加优选0.65mol/l）。
所述的合成方法，优选的方案是，步骤（1）中所述邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.05-0.2mol/l（优选0.10-0.15mol/l，更加优选0.12mol/l）。
所述的合成方法，优选的方案是，步骤（1）通氮气12-15分钟（优选13分钟）。
所述的合成方法，优选的方案是，步骤（2）1.0-1.4伏恒电位反应（优选的，1.3伏恒电位反应）。
本发明以扫描电镜测定导电聚邻二乙氧基苯的形貌。以X-射线粉末衍射测定导电聚邻二乙氧基苯的晶态特性。以红外光谱及核磁光谱测定导电聚邻二乙氧基苯的结构。以热重分析仪测定导电聚邻二乙氧基苯的热稳定性。本方法采用无模板方法合成的聚邻二乙氧基苯是一种导电高分子材料，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1是导电聚邻二乙氧基苯的X-射线粉末衍射图片。图2是导电聚邻二乙氧基苯的红外光谱图片。图3是导电聚邻二乙氧基苯的核磁光谱图片。图4是导电聚邻二乙氧基苯的热重分析图。图5是实施例1成膜电位为0.9V，成膜时间为100秒（a），成膜时间为200秒（b）所得导电聚邻二乙氧基苯的扫描电镜照片。
图6是是实施例2成膜电位为1.0V，成膜时间为50秒（a），成膜时间为200秒（b）所得导电聚邻二乙氧基苯的扫描电镜照片。
图7是是实施例3成膜电位为1.1V，成膜时间为50秒（a），成膜时间为200秒（b）所得导电聚邻二乙氧基苯的扫描电镜照片。
图8是是实施例4成膜电位为1.2V，成膜时间为50秒（a），成膜时间为200秒（b）所得导电聚邻二乙氧基苯的扫描电镜照片。
图9是是实施例5成膜电位为1.3V，成膜时间为50秒（左），成膜时间为200秒（右）所得导电聚邻二乙氧基苯的扫描电镜照片。
图10是是实施例6成膜电位为1.4V，成膜时间为50秒（左），成膜时间为200秒（右）所得导电聚邻二乙氧基苯的扫描电镜照片。
具体实施方式
下面结合实施例和附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
实施例中邻二乙氧基苯购自国药集团北京化学品有限公司，所用三氟化硼乙醚溶液购自北京龙顺化学品有限公司，型号是京Q/NCCYH001-2006。
本发明提供的一种具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯的合成方法，一般操作步骤如下：取邻二乙氧基苯溶于三氟化硼乙醚溶液中，静置溶解，通氮气10-20分钟。所用三氟化硼乙醚溶液的质量浓度是0.5-0.8mol/l。所述邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.05-0.2mol/l。以导电玻璃为工作电极和对电极，以银/氯化银电极为参比电极，0.9-1.4伏恒电位反应20-300秒，得到聚邻二乙氧基苯产物。
为证实所得聚邻二乙氧基苯具有固有纳米特性，对不同成膜电位和成膜时间下得到聚合物用扫描电镜进一步测定，结果如下：
实施例1 具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯的合成方法，步骤（1）中所用三氟化硼乙醚溶液的质量浓度是0.5mol/l，所述邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.05mol/l，通氮气12分钟。
成膜电位为0.9V时。成膜时间为100秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径100nm左右，长度3um左右的纳米线。成膜时间为200秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径180nm左右，长度6um左右纳米线。
实施例2 具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯的合成方法，步骤（1）中所用三氟化硼乙醚溶液的质量浓度是0.8mol/l，所述邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.2mol/l，通氮气15分钟。
成膜电位为1.0V时。成膜时间为50秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径150nm左右，长度1-2um的纳米线。成膜时间为200秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径160nm左右，长度5um左右纳米线。
实施例3 具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯的合成方法，步骤（1）中所用三氟化硼乙醚溶液的质量浓度是0.6mol/l，所述邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.10mol/l，通氮气14分钟。
成膜电位为1.1V时。成膜时间为50秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径100nm左右，长度为2-3um的纳米线。成膜时间为200秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径为190nm左右，长度为3-5um左右的纳米线。
实施例4 具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯的合成方法，步骤（1）中所用三氟化硼乙醚溶液的质量浓度是0.7mol/l，所述邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.15mol/l，通氮气13分钟。
成膜电位为1.2V时。成膜时间为50秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径250nm左右，长度5um左右的纳米线。成膜时间为200秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径为350nm左右，长度为10um左右的纳米线。
实施例5 具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯的合成方法，步骤（1）中所用三氟化硼乙醚溶液的质量浓度0.65mol/l，所述邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.12mol/l，通氮气13分钟。
成膜电位为1.3V时。成膜时间为50秒，未得到纳米线。成膜时间为200秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径为200nm左右，长度为10um左右的纳米线。
实施例6 具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯的合成方法，步骤（1）中所用三氟化硼乙醚溶液的质量浓度是0.65mol/l，所述邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.12mol/l，通氮气13分钟。
成膜电位为1.4V时。成膜时间为50秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径250nm左右，长度10um左右的纳米线。成膜时间为200秒，得到的聚邻二乙氧基苯为直径为350nm左右，长度为10um左右的纳米线。
图5-10是实施例1-6所得导电聚邻二乙氧基苯的扫描电镜照片。由此可知，在聚邻二乙氧基苯的有效聚合范围（0.9V-1.4V）内，均可以得到纳米线状的聚合物，进而说明聚合物为固有纳米性质聚合物材料。
本发明恒电位合成聚邻二乙氧基苯采用的是CHI760电化学工作站（上海辰华）。图1-4是实施例5所得导电聚邻二乙氧基苯的相关图片，其中，扫描电镜的测定采用JEOL JSM-6360 LA测定。经过证实，所述导电高分子材料具有固有纳米材料特性，直径200-300nm，长度5-20μm。X-射线粉末衍射的测定采用XD-3 (Beijing Purkinje General Instrument Co. Ltd)测定。所述导电高分子材料具有长程有序，短程无序的高分子晶态结构。其粉末衍射在2θ=7°，2θ=25°，2θ=27°具有吸收。结构测定采用红外光谱仪（Nicolet 5700FT-IR）、核磁光谱（Mercury Plus-400 NMR）测定。所述导电高分子材料具有聚乙炔主题结构。红外光谱889cm-1和核磁光谱8ppm的单峰证实其主体结构为聚乙炔。热稳定性的测定采用热重分析仪（Perkin Elemer，Pyris Diamond DSC）测定。所述高分子材料具有良好的热稳定性。其主链结构的稳定温度为584.25K(311.1°C)。
Claims (15)
1.具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯，其特征在于：
（1）直径200-300nm，长度5-20μm；
（2）具有长程有序，短程无序的高分子晶态结构，其粉末衍射在2θ=7°，2θ=25°，2θ=27°具有吸收；
（3）具有聚乙炔主体结构；
（4）具有良好的热稳定性，其主链结构的稳定温度为584.25K；
以扫描电镜测定聚邻二乙氧基苯的形貌；以X-射线粉末衍射测定聚邻二乙氧基苯的晶态特性；以红外光谱及核磁光谱测定聚邻二乙氧基苯的结构；以热重分析仪测定聚邻二乙氧基苯的热稳定性。
2.根据权利要求1所述的具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯，其特征在于：直径250-280nm，长度10-15μm。
3.根据权利要求2所述的具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯，其特征在于：直径260nm，长度12μm。
4.根据权利要求1-3任一所述具有固有纳米特性聚邻二乙氧基苯的合成方法，其特征是，以三氟化硼乙醚溶液为溶剂，导电玻璃为工作电极和对电极，银/氯化银电极为参比电极，采用恒电位方法聚合得到导电聚邻二乙氧基苯。
5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征是，具体步骤如下：
（1）取邻二乙氧基苯溶于三氟化硼乙醚溶液中，静置溶解，通氮气10-20分钟；
（2）以导电玻璃为工作电极和对电极，以银/氯化银电极为参比电极，0.9-1.4伏恒电位反应20-300秒，得到聚邻二乙氧基苯产物。
6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征是，步骤（1）中所用三氟化硼乙醚溶液的质量浓度是0.5-0.8mol/l。
7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征是，三氟化硼乙醚溶液的质量浓度是0.6-0.7mol/l。
8.根据权利要求6所述的合成方法，其特征是，三氟化硼乙醚溶液的质量浓度是0.65mol/l。
9.根据权利要求5所述的合成方法，其特征是，步骤（1）中所述邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.05-0.2mol/l。
10.根据权利要求9所述的合成方法，其特征是，邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.10-0.15mol/l。
11.根据权利要求9所述的合成方法，其特征是，邻二乙氧基苯在三氟化硼乙醚溶液中质量浓度控制在0.12mol/l。
12.根据权利要求5所述的合成方法，其特征是，步骤（1）通氮气12-15分钟。
13.根据权利要求12所述的合成方法，其特征是，通氮气13分钟。
14.根据权利要求5所述的合成方法，其特征是，步骤（2）中1.0-1.4伏恒电位反应。
15.根据权利要求14所述的合成方法，其特征是，1.3伏恒电位反应。
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 曾理强.《邻二取代苯电化学氧化聚合的实验及理论计算研究》.《高 分 子 学 报》.2009,(第3期),209-214页. * |
| 马木林.《邻二位取代苯的电化学聚合》.《南昌大学硕士研究生论文》.2008,全文. * |
| 鲁戈舞.《三氟化硼乙醚及其混合电解质中导电高分子的电化学合成》.《自然科学进展》.2006,第16卷(第1期),1-4页. * |
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