CN103409840A - 一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括：（1）将苯胺与α、β或γ-环糊精混合，在室温条件下分散在去离子水中，超声，得到苯胺和α、β或γ-环糊精的混合溶液；（2）将过硫酸铵溶解到去离子水中，得到过硫酸铵溶液，在室温下将过硫酸铵溶液倒入上述混合溶液中，搅拌，随后静置反应1-24h，将所得产物洗涤至滤液无色，真空干燥，即得聚苯胺纳米纤维。本发明工艺简单，成本低，所制备出的聚苯胺纳米纤维具有直径分布比较均匀、合成条件简单、后处理容易的特点，在抗静电、防腐蚀涂料，电磁屏蔽材料，太阳能材料等众多领域中有着巨大的应用前景。

Description

一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法
技术领域
本发明属于聚苯胺纳米纤维领域，特别涉及一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法。
背景技术
聚苯胺是一种导电功能高分子。具有合成简便、成本低、导热性好和环境稳定性等优点而被用于抗静电、防腐蚀涂料，电磁屏蔽材料，太阳能材料等众多领域。而聚苯胺纳米材料作为低维材料，具有纳米材料的尺寸效应、量子效应等赋予其特殊的物理化学性能，因此聚苯胺纳米材料的合成及应用研究已经引起了科研人员的极大兴趣，已经成为了导电功能高分子领域的热点之一。
一些研究表明，研制直径分布均匀的聚苯胺纳米纤维一直是聚苯胺研究中的一个热点。
α、β、γ-环糊精分别是6，7，8个D（+）—吡喃型葡萄糖组成的环状低聚物，其分子呈上宽下窄、两端开口、中空的筒状物，腔内部呈相对疏水性，而所有羟基则在分子外部。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法，该方法制备出的聚苯胺纳米纤维具有直径分布比较均匀、合成条件简单、后处理容易的特点，在抗静电、防腐蚀涂料，电磁屏蔽材料，太阳能材料等众多领域中有着巨大的应用前景。
本发明的一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括：
（1）将苯胺与α、β或γ-环糊精按摩尔比1-30:1-10混合，在室温条件下分散在去离子水中，超声，得到苯胺和α、β或γ-环糊精的混合溶液；其中，苯胺浓度为0.01-0.05mol/L，α、β或γ-环糊精浓度为0.001-0.01mol/L；
（2）将与苯胺摩尔比为1-30:1-30的过硫酸铵溶解到去离子水中，得到浓度为0.1-1.0mol/L的过硫酸铵溶液，在室温下将过硫酸铵溶液倒入上述混合溶液中，搅拌，随后静置反应1-24h，将所得产物洗涤至滤液无色，真空干燥，即得聚苯胺纳米纤维。
所述步骤（1）中的超声时间为0.5-1h。
所述步骤（2）中的搅拌时间为10-60min。
所述步骤（2）中的洗涤具体为使用丙酮、去离子水洗涤。
所述步骤（2）中的真空干燥温度为40-60℃，真空干燥时间为1-24h。
本发明的聚苯胺纳米纤维是用α、β、γ-环糊精为软模板，将苯胺分别与三种不同孔径的环糊精在去离子水中超声混匀，得到低浓度苯胺溶液，使苯胺尽可能附着在三种环糊精内腔壁和外腔壁上，用过硫酸铵氧化聚合得到。
有益效果
本发明工艺简单，成本低，所制备出的聚苯胺纳米纤维具有直径分布比较均匀、合成条件简单、后处理容易的特点，在抗静电、防腐蚀涂料，电磁屏蔽材料，太阳能材料等众多领域中有着巨大的应用前景。
附图说明
图1A为实施例1得到的聚苯胺纳米纤维SEM图；其中，左上角为放大图；
图1B为实施例1得到的聚苯胺纳米纤维直径分布图；
图2A为实施例2得到的聚苯胺纳米纤维SEM图；其中，左上角为放大图；
图2B为实施例2得到的聚苯胺纳米纤维直径分布图；
图3A为实施例3得到的聚苯胺纳米纤维SEM图；其中，左上角为放大图；
图3B为实施例3得到的聚苯胺纳米纤维直径分布图；
图4为实施例1-3得到的聚苯胺纳米纤维直径分布比较图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
（1）将0.001mol苯胺与0.0001molα-环糊精混合，在室温条件下分散在100ml去离子水中，超声0.5h，得到苯胺和α-环糊精的混合溶液；其中，苯胺浓度为0.01mol/L，α-环糊精浓度为0.001mol/L；
（2）将0.01mol过硫酸铵溶解到100ml去离子水中，得到浓度为0.1mol/L的过硫酸铵溶液，在室温下将过硫酸铵溶液倒入上述混合溶液中，搅拌10min，随后静置反应2h，将所得产物用丙酮、去离子水洗涤至滤液无色，40℃真空干燥2h，即得聚苯胺纳米纤维，聚苯胺纳米纤维表征结果见图1A和图1B。
实施例2
（1）将0.005mol苯胺与0.002molβ-环糊精混合，在室温条件下分散在100ml去离子水中，超声0.5h，得到苯胺和β-环糊精的混合溶液；其中，苯胺浓度为0.05mol/L，β-环糊精浓度为0.02mol/L；
（2）将0.1mol过硫酸铵溶解到100ml去离子水中，得到浓度为1mol/L的过硫酸铵溶液，在室温下将过硫酸铵溶液倒入上述混合溶液中，搅拌20min，随后静置反应6h，将所得产物用丙酮、去离子水洗涤至滤液无色，50℃真空干燥6h，即得聚苯胺纳米纤维，聚苯胺纳米纤维表征结果见图2A和图2B。
实施例3
（1）将0.001mol苯胺与0.001molγ-环糊精混合，在室温条件下分散在100ml去离子水中，超声0.5h，得到苯胺和γ-环糊精的混合溶液；其中，苯胺浓度为0.01mol/L，γ-环糊精浓度为0.01mol/L；
（2）将0.01mol过硫酸铵溶解到100ml去离子水中，得到浓度为0.1mol/L的过硫酸铵溶液，在室温下将过硫酸铵溶液倒入上述混合溶液中，搅拌50min，随后静置反应12h，将所得产物用丙酮、去离子水洗涤至滤液无色，60℃真空干燥12h，即得聚苯胺纳米纤维，聚苯胺纳米纤维表征结果见图3A和图3B。

Claims (5)

1.一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括：
（1）将苯胺与α、β或γ-环糊精按摩尔比1-30:1-10混合，在室温条件下分散在去离子水中，超声，得到苯胺和α、β或γ-环糊精的混合溶液；其中，苯胺浓度为0.01-0.05mol/L，α、β或γ-环糊精浓度为0.001-0.01mol/L；
（2）将与苯胺摩尔比为1-30:1-30的过硫酸铵溶解到去离子水中，得到浓度为0.1-1.0mol/L的过硫酸铵溶液，在室温下将过硫酸铵溶液倒入上述混合溶液中，搅拌，随后静置反应1-24h，将所得产物洗涤至滤液无色，真空干燥，即得聚苯胺纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的超声时间为0.5-1h。
3.根据权利要求1所述的一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的搅拌时间为10-60min。
4.根据权利要求1所述的一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的洗涤具体为使用丙酮、去离子水洗涤。
5.根据权利要求1所述的一种以环糊精为模板制备聚苯胺纳米纤维的方法，其特征在于：所述步骤（2）中的真空干燥温度为40-60℃，真空干燥时间为1-24h。
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