CN107987275A - 一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法 - Google Patents

一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107987275A
CN107987275A CN201711140047.8A CN201711140047A CN107987275A CN 107987275 A CN107987275 A CN 107987275A CN 201711140047 A CN201711140047 A CN 201711140047A CN 107987275 A CN107987275 A CN 107987275A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polyaniline
preparation
solution
aniline
semiconductor nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201711140047.8A
Other languages
English (en)
Inventor
何运华
周年荣
郭新良
夏桓桓
宋玉锋
程雪婷
马显龙
黄正勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electric Power Research Institute of Yunnan Power System Ltd
Original Assignee
Electric Power Research Institute of Yunnan Power System Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Research Institute of Yunnan Power System Ltd filed Critical Electric Power Research Institute of Yunnan Power System Ltd
Priority to CN201711140047.8A priority Critical patent/CN107987275A/zh
Publication of CN107987275A publication Critical patent/CN107987275A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02—Polyamines
    • C08G73/026—Wholly aromatic polyamines
    • C08G73/0266—Polyanilines or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/16—Halogen-containing compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)

Abstract

本申请实施例示出一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法，所述方法包括：苯胺溶解于0.03mol/L‑0.5mol/L氯化氢水溶液，低温冰浴中超声分散3min‑5min获得均匀透明的溶液；加入7mmol/L‑10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h‑15h；干燥获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。本申请实施例示出的方法，本发明公开了一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法，解决了聚苯胺的改性工艺难题。采用低温聚合法，通过苯胺与盐酸在过硫酸铵的氧化作用下发生分子聚合，生成聚苯胺高分子，聚苯胺经过盐酸掺杂导电性增加，生成非线性半导体纳米聚苯胺。本申请制备得到的非线性半导体纳米聚苯胺，能很好实现各种涂层的半导体杂化改性。

Description

一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法
技术领域
本发明涉及半导体材料制备技术领域，特别涉及一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法。
背景技术
聚苯胺是一种功能化的有机材料。它的优点有：易于合成、环境稳定性好以及通过质子化或电荷转移可以在很宽的范围内进行电导率调节。因此，聚苯胺在很多方面都有应用价值。氧化钼是一种n-型宽带隙过渡金属氧化物半导体材料。由于具有独特的层状结构和多价态，具有较广泛的应用范围。
聚苯胺类化合物，具有特殊的结构和优异的物理化学性能，通过掺杂，其室温电导率可在绝缘体-半导体-金属导体范围内变化(10-9-10-5S/cm)，其导电特性是它在抗静电、电磁屏蔽和吸波材料上的重要应用基础。当它处于半导体状态时，电磁损耗角的正切值为最大，对微波具有很好的吸收性能，属于电损耗吸收剂。同传统的导电材料金属等相比，导电高分子材料重量轻、韧性好、易加工、电导率易于调节、成本低、易大面积涂敷、施工方便。
现有技术示出了大量的聚苯胺类化合物的制备方法，如申请号为：CN201110259232.5示出了聚苯胺复合纳米银导电纤维制备方法，包括以下步骤：1)导电涂覆液的制备：将经研钵研细后的聚苯胺粒子和不同质量分数的甲酸溶液配置成导电涂覆液，其中甲酸溶液的质量分数60％-80％；2) 涂覆型导电纤维的制备：采用辊式纤维涂覆机将前述导电涂覆液涂覆于纤维表面，制备涂覆型导电纤维，后经水洗与干燥即得导电纤维；3)纳米银-聚苯胺层的原位合成：将导电纤维A在浓度为 0.1-1.0mol/L的硝酸银(AgNO3)水溶液中浸泡0.5-2h，然后浸入浓度为0.2-2mol/L的NaBH4水溶液中，室温下反应6-10h，最后分别用乙醇和去离子水洗涤，自然晾干或烘干，即得到聚苯胺/纳米银复合导电纤维。
现有技术示出的聚苯胺来化合物的制备方法制备出来的聚苯胺来化合物，溶解熔融性质差，可加工性差的问题。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法，以解现有技术示出的聚苯胺类化合物制备出来的聚苯胺类化合物溶解熔融性质差，可加工性差的技术问题。
本申请实施例示出一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法，所述方法包括：
苯胺溶解于0.03mol/L-0.5mol/L氯化氢水溶液，低温冰浴中超声分散3min-5min获得均匀透明的溶液；
加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h；干燥获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。
可选择的，所述苯胺溶解于0.03mol/L-0.5mol/L盐酸溶液中，低温冰浴中超声分散 3min-5min获得均匀透明的溶液的步骤中；
所述苯胺与所述氯化氢摩尔比为1:1.4。
可选择的，所述苯胺与所述过硫酸铵摩尔比为1:0.326。
可选择的，所述加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h；干燥获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末的步骤包括：
加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h，获得聚苯胺溶液；利用去离子水清洗聚苯胺，60℃真空干燥8h，获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。
可选择的，所述低温冰浴中超声分散的时间为3min。
可选择的，所述氯化氢水溶液的浓度为0.03mol/L。
可选择的，所述过硫酸铵溶液的浓度为7mmol/L。
由以上技术方案可知，本申请实施例示出一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法，所述方法包括：苯胺溶解于0.03mol/L-0.5mol/L氯化氢水溶液，低温冰浴中超声分散3min-5min 获得均匀透明的溶液；加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h；干燥获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。本申请实施例示出的方法，本发明公开了一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法，解决了聚苯胺的改性工艺难题。采用低温聚合法，通过苯胺与盐酸在过硫酸铵的氧化作用下发生分子聚合，生成聚苯胺高分子，聚苯胺经过盐酸掺杂导电性增加，生成非线性半导体纳米聚苯胺。本申请制备得到的非线性半导体纳米聚苯胺，能很好实现各种涂层的半导体杂化改性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据一优选实施例示出的一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法的流程图；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本申请实施例示出一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法，所述方法包括：
S101苯胺溶解于0.03mol/L-0.5mol/L氯化氢水溶液，低温冰浴中超声分散3min-5min 获得均匀透明的溶液；
S102加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h；干燥获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。
可选择的，所述苯胺溶解于0.03mol/L-0.5mol/L盐酸溶液中，低温冰浴中超声分散 3min-5min获得均匀透明的溶液的步骤中；
所述苯胺与所述氯化氢摩尔比为1:1.4。
可选择的，所述苯胺与所述过硫酸铵摩尔比为1:0.326。
可选择的，所述加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h；干燥获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末的步骤包括：
加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h，获得聚苯胺溶液；利用去离子水清洗聚苯胺，60℃真空干燥8h，获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。
可选择的，所述低温冰浴中超声分散的时间为3min。
可选择的，所述氯化氢水溶液的浓度为0.03mol/L。
可选择的，所述过硫酸铵溶液的浓度为7mmol/L。
实施例1：
采用低温聚合法制备导电聚苯胺粉体。将4ml苯胺溶解于100ml，1mol/L盐酸溶液中，低温冰浴中超声分散3min获得均匀透明的溶液。然后滴加43.883ml，1mol/L的过硫酸铵溶液，低温冰浴中反应10h，获得聚苯胺溶液。利用去离子水清洗聚苯胺，60℃真空干燥8h，获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。研磨过筛分得到5.77g墨绿色粉末状的聚苯胺，由计算公式求得聚苯胺制备产率为141.2％
苯胺反应是放热过程，若在常温或高温条件下，采用化学氧化法合成聚苯胺，聚合速率较快，但合成的聚苯胺缺陷较大，副产物较多，产率较低；
低温反应时间最佳时间为10h，时间太短，聚合反应不充分，产率较低；时间太长，氧化程度加深，聚苯胺导电率降低；
氧化剂过硫酸铵与苯胺单体的最优摩尔比为1:1，盐酸的最优浓度为1mol/L，在此条件下反应得到的聚苯胺产率最高。
相比于一般干燥方式，真空干燥有如下三方面的优点，一是避免聚苯胺等物料的泄露；二是减少聚苯胺与空气的接触机会，避免产品被污染；三是干燥后的聚苯胺可形成多孔结构，呈松脆的海绵状，易于粉碎；
实施例2：
用低温聚合法制备导电聚苯胺粉体。将4ml苯胺溶解于100ml，1mol/L盐酸溶液中，低温冰浴中超声分散3min获得均匀透明的溶液，然后，滴加43.883ml，0.7mol/L的过硫酸铵溶液，过硫酸铵与苯胺单体摩尔比为0.7:1。
实施例2示出的反应过程中，由于过硫酸铵加入量较少，氧化反应不完全，导致聚苯胺产率降低，将产物研磨过筛分得到3.88g墨绿色粉末状的聚苯胺，由公式1计算得产率为 94.9％。
实施例3：
用低温聚合法制备导电聚苯胺粉体，将4ml苯胺溶解于100ml，1mol/L盐酸溶液中，低温冰浴中超声分散3min获得均匀透明的溶液，然后，滴加43.883ml，1.35mol/L的过硫酸铵溶液，过硫酸铵与苯胺单体摩尔比为1.35:1，利用去离子水清洗聚苯胺，60℃真空干燥8h，获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。
实施例3示出的技术方案中，由于过硫酸铵较多，在反应过程中生成副产物较多，产率降低，研磨过筛分得到5.15g墨绿色粉末状的聚苯胺，计算得产率为126.1％。
实施例4：
用低温聚合法制备导电聚苯胺粉体，将4ml苯胺溶解于100ml，0.5mol/L的盐酸溶液，然后滴加43.883ml，1mol/L的过硫酸铵溶液，低温冰浴中反应10h，获得聚苯胺溶液。利用去离子水清洗聚苯胺，60℃真空干燥8h，获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末，则研磨过筛分得到4.87g墨绿色粉末状的聚苯胺，计算得产率为119.3％。
实施例5：
用低温聚合法制备导电聚苯胺粉体，将4ml苯胺溶解于100ml，2.5mol/L的盐酸溶液，然后滴加43.883ml，1mol/L的过硫酸铵溶液，低温冰浴中反应10h，获得聚苯胺溶液。利用去离子水清洗聚苯胺，60℃真空干燥8h，获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末，则研磨过筛分得到4.35g墨绿色粉末状的聚苯胺，计算得产率为106.4％。
由以上技术方案可知，本申请实施例示出一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法，所述方法包括：苯胺溶解于0.03mol/L-0.5mol/L氯化氢水溶液，低温冰浴中超声分散3min-5min 获得均匀透明的溶液；加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h；干燥获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。本申请实施例示出的方法，本发明公开了一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法，解决了聚苯胺的改性工艺难题。采用低温聚合法，通过苯胺与盐酸在过硫酸铵的氧化作用下发生分子聚合，生成聚苯胺高分子，聚苯胺经过盐酸掺杂导电性增加，生成非线性半导体纳米聚苯胺。本申请制备得到的非线性半导体纳米聚苯胺，能很好实现各种涂层的半导体杂化改性。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (7)

1.一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
苯胺溶解于0.03mol/L-0.5mol/L氯化氢水溶液，低温冰浴中超声分散3min-5min获得均匀透明的溶液；
加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h，干燥获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述苯胺溶解于0.03mol/L-0.5mol/L盐酸溶液中，低温冰浴中超声分散3min-5min获得均匀透明的溶液的步骤中；
所述苯胺与所述氯化氢摩尔比为1:1.4。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，
所述苯胺与所述过硫酸铵摩尔比为1:0.326。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h，干燥获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末的步骤具体为：
加入7mmol/L-10mmol/L的过硫酸铵溶液，反应10h-15h，获得聚苯胺溶液，利用去离子水清洗聚苯胺，60℃真空干燥8h，获得非线性半导体纳米聚苯胺粉末。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，
所述低温冰浴中超声分散的时间为3min。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
所述氯化氢水溶液的浓度为0.03mol/L。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
所述过硫酸铵溶液的浓度为7mmol/L。
CN201711140047.8A 2017-11-16 2017-11-16 一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法 Pending CN107987275A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711140047.8A CN107987275A (zh) 2017-11-16 2017-11-16 一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711140047.8A CN107987275A (zh) 2017-11-16 2017-11-16 一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107987275A true CN107987275A (zh) 2018-05-04

Family

ID=62031654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711140047.8A Pending CN107987275A (zh) 2017-11-16 2017-11-16 一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107987275A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116333305A (zh) * 2023-02-21 2023-06-27 哈尔滨工业大学（威海） 一种纳米导电聚合物的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105801849A (zh) * 2016-03-15 2016-07-27 兰州理工大学 一种超疏水性聚苯胺耐腐蚀材料的制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105801849A (zh) * 2016-03-15 2016-07-27 兰州理工大学 一种超疏水性聚苯胺耐腐蚀材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
史继诚等: "《综合化学实验》", 28 February 2014, 北京交通大学出版社 *
沈新元: "《高分子材料与工程专业实验教程》", 31 May 2010, 中国纺织出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116333305A (zh) * 2023-02-21 2023-06-27 哈尔滨工业大学（威海） 一种纳米导电聚合物的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jiang et al. Recent advances of synthesis, properties, film fabrication methods, modifications of poly (3, 4‐ethylenedioxythiophene), and applications in solution‐processed photovoltaics
Devadas et al. Effect of carbon dots on conducting polymers for energy storage applications
Nair et al. Printable silver nanowire and PEDOT: PSS nanocomposite ink for flexible transparent conducting applications
KR101075264B1 (ko) 중합체성 산 콜로이드를 사용하여 제조된 수-분산성폴리티오펜
EP1725601B1 (en) Method for making aqueous dispersions of polydioxythiophenes
TWI373481B (en) Water dispersible polyanilines made with polymeric acid colloids for electronics applications
KR101177188B1 (ko) 도전성 고분자 전극의 제조 방법과 이를 구비한 색소 증감 태양전지
Liu et al. Enhancements in conductivity and thermal and conductive stabilities of electropolymerized polypyrrole with caprolactam-modified clay
JP4915785B2 (ja) 色素増感太陽電池用の対極、及びそれを備えた色素増感太陽電池
CN106206073B (zh) 钴离子掺杂聚苯胺/碳纳米管复合电极材料及其制备方法
KR101310051B1 (ko) 금속 나노선 및 전도성 고분자를 포함하는 투명 전도막의 제조방법
Kulkarni et al. Synthesis and evaluation of gas sensing properties of PANI, PANI/SnO2 and PANI/SnO2/rGO nanocomposites at room temperature
CN110724493B (zh) 多壁碳纳米管/四氧化三铁/纳米氧化物杂化吸波材料及其制备方法
US20200265969A1 (en) Oxidation-resistant hybrid structure comprising metal thin film layer coated on exterior of conductive polymer structure, and preparation method therefor
JP5088863B2 (ja) 色素増感太陽電池用の対極、及びそれを備えた色素増感太陽電池
CN106784288A (zh) 一种增强复合热电材料性能的制备方法
CN107946467A (zh) 一种基于多重陷光结构的聚合物太阳能电池及其制备方法
CN107863174A (zh) 一种柔性复合电极材料及其制备方法
CN105624755B (zh) 一种石墨烯电化学复合掺杂方法
CN107987275A (zh) 一种非线性半导体纳米聚苯胺的制备方法
CN108281553A (zh) 一种聚3,4-乙烯二氧噻吩包覆氧化钨纳米棒、制备方法及其应用
CN103137238B (zh) 透明导电膜及其形成方法
CN107417972A (zh) 一种季铵盐改性聚噻吩插层石墨烯的制备方法
CN107622814B (zh) 一种纳米碳纤维负载铜粉的复合浆料
Perry et al. Template-free nanostructured poly-3-hexylthiophene (P3HT) films via single pulse-nucleated electrodeposition

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180504