CN112980019B - 一种液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法 - Google Patents

一种液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112980019B
CN112980019B CN202110318245.9A CN202110318245A CN112980019B CN 112980019 B CN112980019 B CN 112980019B CN 202110318245 A CN202110318245 A CN 202110318245A CN 112980019 B CN112980019 B CN 112980019B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid
polyaniline
aminothiophenol
phase
nanogold
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.)
Active
Application number
CN202110318245.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112980019A (zh
Inventor
何亚萍
韩权
付洪冰
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.)
Xian University
Original Assignee
Xian University
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 Xian University filed Critical Xian University
Priority to CN202110318245.9A priority Critical patent/CN112980019B/zh
Publication of CN112980019A publication Critical patent/CN112980019A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112980019B publication Critical patent/CN112980019B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/02—Polyamines
    • 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
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0831—Gold
    • 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
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (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

本发明公开了一种液‑液两相界面上自组装调控制备聚苯胺‑纳米金膜的方法，该方法采用液‑液接触法，在水‑有机溶液两相界面上，以2‑氨基苯硫酚为有机相中前驱物，以纳米金或氯金酸水溶液作为水相，由于有机相与水相不互溶，通过在有机‑水相两相的界面处巯基与金发生自组装反应，诱发氨基之间的聚合，在两相界面上形成紫红色聚苯胺‑纳米金膜，且保持相界面稳定，该膜可以稳定长时间的存在。本发明方法操作简单，无需特殊设备，所得聚苯胺‑纳米金膜的结构稳定，晶型良好、纯度高，微观结构均匀，可控度高。

Description

一种液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的 方法
技术领域
本发明属于纳米材料的制备技术领域，具体涉及一种液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法。
背景技术
设计和制备形貌及光电传感性能可调控的功能化纳米材料以构置具有高灵敏、高选择性等分析特性的传感界面已成为研究热点。界面调控是纳米材料形貌和性能调控的重要手段。纳米金与巯基的界面自组装是提高传感性能的新策略。自组装是将小结构单元组织成更大的结构单元的过程，从微观到宏观构筑具有一定功能和结构的新型材料。纳米金具有易于制备、稳定性好、光电化学特定、生物兼容性好、比表面积高，通过控制尺寸、形貌、化学环境可实现其光电化学性能调控等特点，已广泛应用于生物传感器构置中。互不相容的两相为纳米金自组装的良好平台，无固定的成核位点使得自组装可控性增强，对反应位点的精准控制为纳米裁剪提供了契机。巯基与纳米金自组装过程，可设计和构建具有一定功能的纳米金架构以提高分析测定中的选择性，增大电子转移速率。组装后，纳米金表面部分覆盖，有效抑制了纳米团聚效应，提高了纳米金结构的稳定性。不管是原位还是界面上的组装过程，都可以实现纳米材料形貌及性能调控。聚苯胺-纳米金制备方法有电化学合成法、原位聚合法、共混法和自组装技术等，但是这些方法工序复杂、生产成本高，同时产生大量的污染，对环境不友好。因此，寻求一种环境友好、工艺简单、快速的聚苯胺-纳米金膜制备方法成为了迫切需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种在液-液两相界面上自组装制备出晶型良好、纯度高的聚苯胺-纳米金膜的方法。
针对上述目的，本发明所采用的技术方案是：按照氨基苯硫酚与纳米金或氯金酸的摩尔比为100:1～10:1，将氨基苯硫酚的有机溶液与纳米金溶胶或氯金酸水溶液混合，在通风橱中常温静置反应1～24小时，在有机相与水相两相界面上形成紫色薄膜；然后置于0℃以下，使得水相完全冻结成冰后，将有机相倾斜倒出，冻结成冰的水相经冷冻干燥，得到聚苯胺-纳米金膜。
上述的氨基苯硫酚的有机溶液为2-氨基苯硫酚的乙酸乙酯溶液或4-氨基苯硫酚的四氯化碳溶液，其中2-氨基苯硫酚或4-氨基苯硫酚的浓度为0.005～0.05mol/L，优选2-氨基苯硫酚或4-氨基苯硫酚的浓度为0.01～0.025mol/L。上述的纳米金溶胶中纳米金的浓度为0.0005mol/L，氯金酸水溶液中氯金酸的浓度为0.0005mol/L。
上述制备方法中，优选按照氨基苯硫酚与纳米金或氯金酸的摩尔比为50:1～20:1，将氨基苯硫酚的有机溶液与纳米金溶胶或氯金酸水溶液混合。
上述制备方法中，优选在通风橱中常温静置反应4～12小时。
上述制备方法中，进一步优选置于-10℃，使得水相完全冻结成冰。
本发明的有益效果如下：
本发明采用液-液接触法，以氨基苯硫酚有机溶液作为有机相，以纳米金或氯金酸水溶液作为水相，通过在有机相和水相两相的界面处，使得有机相中氨基苯硫酚与水相中的金发生自组装制备成聚苯胺-纳米金膜。本发明方法操作简单，对设备要求低，所得聚苯胺-纳米金膜晶型良好、纯度高，可控度高。
附图说明
图1是实施例1中2-氨基苯硫酚与氯金酸摩尔比为100:1制备的聚苯胺-纳米金膜的背散射电子图谱。
图2是实施例2中2-氨基苯硫酚与氯金酸摩尔比为50:1制备的聚苯胺-纳米金膜的扫描电子显微镜图及电子能谱图。
图3是实施例3中2-氨基苯硫酚与氯金酸摩尔比为20:1制备的聚苯胺-纳米金膜的扫描电子显微镜图。
图4是实施例4中2-氨基苯硫酚与氯金酸摩尔比为10:1制备的聚苯胺-纳米金膜的扫描电子显微镜图。
图5是实施例4中2-氨基苯硫酚与氯金酸摩尔比为10:1制备聚苯胺-纳米金膜的X-射线衍射图谱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。
实施例1
将10mL 0.0005mol/L氯金酸水溶液和10mL 0.05mol/L 2-氨基苯硫酚的四氯化碳溶液混合，在通风橱中常温静置反应24小时，在有机-水相两相界面上形成聚苯胺-纳米金膜；然后置于-10℃，使得水相完全冻结成冰后，将有机相倾斜倒出，冻结成冰的水相经冷冻干燥，得到聚苯胺-纳米金膜。
实施例2
将10mL 0.0005mol/L氯金酸的水溶液和10mL 0.025mol/L 2-氨基苯硫酚的四氯化碳溶液混合，在通风橱中常温静置反应24小时，在有机-水相两相界面上形成聚苯胺-纳米金膜；然后置于-10℃，使得水相完全冻结成冰后，将有机相倾斜倒出，冻结成冰的水相经冷冻干燥，得到聚苯胺-纳米金膜。
实施例3
将10mL 0.0005mol/L氯金酸的水溶液和10mL 0.01mol/L 2-氨基苯硫酚的四氯化碳溶液混合，在通风橱中常温静置反应24小时，在有机-水相两相界面上形成聚苯胺-纳米金膜；然后置于-10℃，使得水相完全冻结成冰后，将有机相倾斜倒出，冻结成冰的水相经冷冻干燥，得到聚苯胺-纳米金膜。
实施例4
将10mL 0.0005mol/L氯金酸的水溶液和10mL 0.005mol/L 2-氨基苯硫酚的四氯化碳溶液混合，在通风橱中常温静置反应24小时，在有机-水相两相界面上形成聚苯胺-纳米金膜；然后置于-10℃，使得水相完全冻结成冰后，将有机相倾斜倒出，冻结成冰的水相经冷冻干燥，得到聚苯胺-纳米金膜。
采用JSM-6390扫描电子显微镜及其配套的X-射线能谱对上述实施例1～4所得产物进行结构表征，结果见图1～5。由图1可见，制备得到的聚苯胺-纳米金膜在基质上均匀分布，有显著的多孔微结构。由图2可见，随着2-氨基苯硫酚与氯金酸摩尔比降低，形成的聚苯胺-纳米金复合材料为直径30～50nm，长度为3～5μm的棒状结构，能谱图可以看出聚苯胺、纳米金复合物具有良好的均匀性。由图3可见，当2-氨基苯硫酚与氯金酸摩尔比降低为20:1，聚苯胺-纳米金从棒状结构转变为花状结构。由图4可见，当2-氨基苯硫酚与氯金酸摩尔比为10:1时，花状结构进一步延展，团簇成直径为2～5μm的纳米花。采用Bruker-D8AdvanceX射线单晶衍射仪对实施例4制备的聚苯胺-纳米金膜进行了晶体学性质测试，结果如图5所示。图中，在2θ＝15.4°和24°分别呈现出聚苯胺(011)的晶体衍射峰，在2θ＝37°、45°和64°分别呈现出金的(111)、(222)、(200)的晶体衍射峰。尽管具有高晶型的聚合物是不易制备，但是本发明利用油水相界面的定向作用，得到了高晶型的聚苯胺-纳米金膜。

Claims (5)

1.一种液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法，其特征在于：按照氨基苯硫酚与氯金酸的摩尔比为100:1～10:1，将氨基苯硫酚的有机溶液与氯金酸水溶液混合，在通风橱中常温静置反应1～24小时，在有机相与水相两相界面上形成紫色薄膜；然后置于0℃以下，使得水相完全冻结成冰后，将有机相倾斜倒出，冻结成冰的水相经冷冻干燥，得到聚苯胺-纳米金膜；
上述的氨基苯硫酚的有机溶液为2-氨基苯硫酚的乙酸乙酯溶液或4-氨基苯硫酚的四氯化碳溶液，其中2-氨基苯硫酚或4-氨基苯硫酚的浓度为0.005～0.05 mol/L；
上述氯金酸水溶液中氯金酸的浓度为0.0005 mol/L。
2.根据权利要求1所述的液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法，其特征在于：按照氨基苯硫酚与氯金酸的摩尔比为50:1～20:1，将氨基苯硫酚的有机溶液与氯金酸水溶液混合。
3.根据权利要求1或2所述的液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法，其特征在于：所述2-氨基苯硫酚或4-氨基苯硫酚的浓度为0.01～0.025mol/L。
4.根据权利要求1所述的液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法，其特征在于：在通风橱中常温静置反应4～12小时。
5.根据权利要求1所述的液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法，其特征在于：置于-10 ℃，使得水相完全冻结成冰。
CN202110318245.9A 2021-03-25 2021-03-25 一种液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法 Active CN112980019B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110318245.9A CN112980019B (zh) 2021-03-25 2021-03-25 一种液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110318245.9A CN112980019B (zh) 2021-03-25 2021-03-25 一种液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112980019A CN112980019A (zh) 2021-06-18
CN112980019B true CN112980019B (zh) 2023-02-14

Family

ID=76333647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110318245.9A Active CN112980019B (zh) 2021-03-25 2021-03-25 一种液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112980019B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115582552B (zh) * 2022-10-10 2023-10-27 武汉理工大学 一种基于溶剂辅助两相合成策略改良金团簇的制备方法
CN116288295A (zh) * 2023-03-23 2023-06-23 河南科技大学 一种长度和表面粗糙度可调节的Au钉子及其制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102746667A (zh) * 2012-07-12 2012-10-24 新疆大学 固相法合成聚苯胺/纳米金复合材料
CN103570944A (zh) * 2013-10-18 2014-02-12 中国科学院长春应用化学研究所 含有巯基的聚苯胺及其制备方法
CN104209536A (zh) * 2014-08-26 2014-12-17 浙江大学 一种聚邻氨基苯硫酚-纳米金属复合颗粒及制备方法
CN105585729A (zh) * 2015-12-22 2016-05-18 广东南海普锐斯科技有限公司 一种聚合物薄膜表面原位生长聚苯胺阵列的方法
CN107055466A (zh) * 2017-02-20 2017-08-18 中国科学院城市环境研究所 一种一步法快速制备柔性纳米组装体的方法
CN107840957A (zh) * 2017-11-23 2018-03-27 华南理工大学 一锅法制备的蒲公英状的金纳米颗粒@聚苯胺纳米复合材料及其制法与应用
CN110791090A (zh) * 2019-10-11 2020-02-14 杭州师范大学 宏观大面积二维双响应高等离子体敏感性开关聚苯胺@金纳米颗粒核壳结构单层膜

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102746667A (zh) * 2012-07-12 2012-10-24 新疆大学 固相法合成聚苯胺/纳米金复合材料
CN103570944A (zh) * 2013-10-18 2014-02-12 中国科学院长春应用化学研究所 含有巯基的聚苯胺及其制备方法
CN104209536A (zh) * 2014-08-26 2014-12-17 浙江大学 一种聚邻氨基苯硫酚-纳米金属复合颗粒及制备方法
CN105585729A (zh) * 2015-12-22 2016-05-18 广东南海普锐斯科技有限公司 一种聚合物薄膜表面原位生长聚苯胺阵列的方法
CN107055466A (zh) * 2017-02-20 2017-08-18 中国科学院城市环境研究所 一种一步法快速制备柔性纳米组装体的方法
CN107840957A (zh) * 2017-11-23 2018-03-27 华南理工大学 一锅法制备的蒲公英状的金纳米颗粒@聚苯胺纳米复合材料及其制法与应用
CN110791090A (zh) * 2019-10-11 2020-02-14 杭州师范大学 宏观大面积二维双响应高等离子体敏感性开关聚苯胺@金纳米颗粒核壳结构单层膜

Also Published As

Publication number Publication date
CN112980019A (zh) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102140691B (zh) 一种采用水热法合成钒酸锌微/纳米线材料的方法
CN112980019B (zh) 一种液-液两相界面上自组装调控制备聚苯胺-纳米金膜的方法
CN102050479B (zh) 一种二氧化铈纳米棒及其制备方法
Wang et al. Aqueous solution fabrication of large-scale arrayed obelisk-like zinc oxide nanorods with high efficiency
CN108529692B (zh) 空心球形氧化镍的制备方法
CN107082408A (zh) 一种利用冷冻干燥处理制备多孔硼碳氮纳米片的方法
CN104973615B (zh) 一种纳米氧化钆粉体的微波燃烧制备方法
CN113087016A (zh) 一种棒状硫化铋/还原氧化石墨烯复合材料的制备方法
CN107721429A (zh) 碳化锆‑碳化硅复合粉体材料及其制备方法
CN110451561A (zh) 一种大孔径介孔双金属氧化物半导体气敏材料的合成方法
CN107556329B (zh) 一种多孔金属有机框架材料及其制备方法
CN103833080B (zh) 一种钼酸镉多孔球的制备方法
Chen et al. Sol–gel preparation of thick titania coatings aided by organic binder materials
CN106395908A (zh) 一种竹节结构Mn2O3的制备方法
CN103643350A (zh) 一种Co3O4/In2O3 异质结构纳米管及其制备方法与应用
Wang et al. Sol–gel derived La0. 6Sr0. 4CoO3 nanoparticles, nanotubes, nanowires and thin films
CN101979327B (zh) 一种钙钛矿型氧化物LaMnO3空心球的制备方法
CN109319817A (zh) 一种快速沉淀制备二维BaF2的方法
CN102079540A (zh) 三维多孔氧化锌微结构的制备方法
CN111185219A (zh) 一种钒酸铋/石墨相氮化碳纳米纤维的制备方法
CN101734691B (zh) 一种利用脂肪胺溶剂热法制备多孔氧化镁的方法
CN106567156B (zh) 钴负载的二氧化硅三维纤维材料及其制备方法
CN105603527B (zh) 一种氧化锌纳米单晶的制备方法
CN101767819B (zh) BaTi2O5纳米线的制备方法
CN108408788A (zh) 黄铁矿纳米片定向附着生长的类八面体聚形晶的制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant