CN103936984A - 一种应用电场调控制备聚苯胺纳米纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种应用电场调控制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括：将苯胺加入柠檬酸溶液中搅拌混匀，在0-10℃条件下，加入过硫酸铵溶液搅拌，得到反应溶液；在电场中将正负电极分别连接反应溶液和金属反应容器进行反应1-24h，洗涤、真空干燥，即得聚苯胺纳米纤维。本发明工艺简单，成本低，所制备的形貌和尺寸可调控的聚苯胺纳米纤维具有取向均一、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

一种应用电场调控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，特别涉及一种应用电场调控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，研制孔径形貌可调控的聚苯胺纳米纤维是聚苯胺研究中的一个热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用电场调控制备聚苯胺纳米纤维的方法，该方法工艺简单，成本低，所制备的形貌和尺寸可调控的聚苯胺纳米纤维具有取向均一、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。
本发明的一种应用电场调控制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括：
按摩尔比1-50:1-20:1-50将苯胺加入柠檬酸溶液中搅拌混匀，在0-10℃条件下，加入过硫酸铵溶液搅拌，得到反应溶液；在电场中将正负电极分别连接反应溶液和金属反应容器进行反应1-24h，洗涤、真空干燥，即得聚苯胺纳米纤维。
所述柠檬酸控制反应溶液pH为2-6。
所述过硫酸铵溶液浓度为0.01-1.0mol/L。
所述电场电压为1-5000V。
所述正负电极交替连接反应溶液和金属反应容器。
所述真空干燥温度为40-60℃，时间为1-24h。
本发明通过电场电压的调控以及电极正负的改变，可调控聚苯胺纳米纤维的形貌及尺寸。
有益效果
本发明工艺简单，成本低，所制备的形貌和尺寸可调控的聚苯胺纳米纤维具有取向均一、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1为本发明工艺示意图；
图2A-B为普通聚苯胺的扫描电镜图；C-D为正电极连接反应物得到的聚苯胺的扫描电镜图；E-F为负电极连接反应物得到的聚苯胺的扫描电镜图。
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）原料配比为苯胺∶柠檬酸∶过硫酸铵=50∶20∶50（摩尔比）。配料中所述的柠檬酸为掺杂酸；一次实验配置三份溶液；
（2）将苯胺和蒸馏水与柠檬酸混合搅拌均匀，pH为4；
（3）将过硫酸铵溶解到去离子水中，得到过硫酸铵浓度为0.05mol/L。在5℃恒温水浴中，将配制好的过硫酸铵溶液迅速倒入步骤(2)所述的溶液中，迅速搅拌1min，停止搅拌，在3kV电场中将正电极连接反应物、负电极连接金属反应容器进行反应24h。
（4）步骤(3)所得产物用去离子水洗涤至滤液无色。在60℃真空干燥24h，即得聚苯胺纳米纤维，如图2C-D所示，长度为200-300纳米，直径为100nm。
实施例2
（1）原料配比为苯胺∶柠檬酸∶过硫酸铵=50∶20∶50（摩尔比）。配料中所述的柠檬酸为掺杂酸；一次实验配置三份溶液；
（2）将苯胺和蒸馏水与柠檬酸混合搅拌均匀，pH为4；
（3）将过硫酸铵溶解到去离子水中，得到过硫酸铵浓度为0.05mol/L。在5℃恒温水浴中，将配制好的过硫酸铵溶液迅速倒入步骤(2)所述的溶液中，迅速搅拌1min，停止搅拌，在3kV电场中将负电极连接反应物、正电极连接金属反应容器进行反应24h。
（4）步骤(3)所得产物用去离子水洗涤至滤液无色。在60℃真空干燥24h，即得聚苯胺纳米纤维，如图2E-F所示，长度大于1微米，直径为100nm。

Claims (6)

1.一种应用电场调控制备聚苯胺纳米纤维的方法，包括：
按摩尔比1-50:1-20:1-50将苯胺加入柠檬酸溶液中搅拌混匀，在0-10℃条件下，加入过硫酸铵溶液搅拌，得到反应溶液；在电场中将正负电极分别连接反应溶液和金属反应容器进行反应1-24h，洗涤、真空干燥，即得聚苯胺纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的一种应用电场调控制备聚苯胺纳米纤维的方法，其特征在于：所述柠檬酸控制反应溶液pH为2-6。
3.根据权利要求1所述的一种应用电场调控制备聚苯胺纳米纤维的方法，其特征在于：所述过硫酸铵溶液浓度为0.01-1.0mol/L。
4.根据权利要求1所述的一种应用电场调控制备聚苯胺纳米纤维的方法，其特征在于：所述电场电压为1-5000V。
5.根据权利要求1所述的一种应用电场调控制备聚苯胺纳米纤维的方法，其特征在于：所述正负电极交替连接反应溶液和金属反应容器。
6.根据权利要求1所述的一种应用电场调控制备聚苯胺纳米纤维的方法，其特征在于：所述真空干燥温度为40-60℃，时间为1-24h。
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