專利名稱：一種聚苯胺納米纖維的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及聚合物合成領域，尤其涉及一種聚苯胺納米纖維的制備方法。
背景技術：
聚苯胺是一種導電性能優(yōu)異的高分子材料，其單體易得，具有多樣化的結構、獨特的摻雜機制、良好的環(huán)境穩(wěn)定性，以及廣泛的技術應用前景，而引起科學家的關注。但是聚苯胺溶解性差、熔點高、加工性差等缺點限制了聚苯胺的工業(yè)化生產(chǎn)，因此合成導電率高， 溶解性好，粒徑小的納米聚苯胺成為當今研究的熱點。目前，合成納米聚苯胺主要有兩種方法，一種是電化學方法，中國專利CN 1958854A公開了一種納米聚苯胺纖維的制備方法，該專利采用三電極體系，控制反應溫度為10 30°C、反應時間為10 30min，在工作電極上通過恒電位方法制備聚苯胺納米纖維。此外，Liang 等人(Angew. Chem. Int. Ed. 2002，41 (19) :3665 3668，Chem. Eur. J. 2003， 9,604-611)以0. 02-0. OSmAcnT2低電流密度，通過電化學方法制備了聚苯胺納米纖維。另外一種是化學氧化法，目前，通過化學氧化方法制備聚苯胺納米纖維的方法主要包括(1)模板法，例如Martin等人(Science, 1994, 266,1961)以多孔三氧化二鋁為模板制備了聚苯胺納米纖維；中國專利CN101302^4B和CN 101284908A分別公開了以含有八個支鏈的脂溶性蔗糖八醋酸酯以及聚乙二醇為模板劑制備聚苯胺納米纖維的技術方案。(2)界面法，例如 Huang 等人(J. Am. Chem. Soc. 2003，125,314 J. Am. Chem. Soc. 2004， 126,851)報道了界面聚合方法，即在油/水界面進行聚合制備聚苯胺納米纖維；中國專利 CN 101338031BXN 100526367C.CN 101037504A 以及 CN 100480443C 公開的納米聚苯胺的制備方法，也通過界面聚合方法，制備了聚苯胺納米纖維。( 超聲輻射方法，例如中國CN 101870770A以及CN 1323199C公開的納米聚苯胺的制備方法，均是通過超聲方法制備了高摻雜度的聚苯胺納米纖維。(4)稀溶液法，例如Epstein等人(Adv. Mater. 2005，17，1679 ； Synth. Met. 2005，153，69)報道了稀溶液法制備聚苯胺納米纖維的技術方案，其中聚苯胺的濃度為 0. 008mol/Lo (5)種子聚合法，例如 Manohar 等人(J. Am. Chem. Soc. 2004，126，4502 ； Adv. Funct. Mater. 2006，16，1145)報道了利用種子聚合法制備聚苯胺納米纖維的技術方案。然而，目前用于制備聚苯胺納米纖維的方法普遍存在以下問題(1)模板法存在著模板劑不易去除，后處理繁瑣的問題，并且后處理過程中容易導致聚苯胺納米纖維損壞；(2)界面聚合法存在著有機溶劑使用量大，造成環(huán)境污染的問題；C3)電化學方法、超聲輻射方法以及種子聚合法存在著實驗條件要求高，不適合大規(guī)模生產(chǎn)的問題；(4)稀溶液法由于聚苯胺濃度非常低，導致了該方法產(chǎn)量低，不適合產(chǎn)業(yè)批量化生產(chǎn)。為了避免上述問題，王獻紅等人(Syn.Met.，2009，159，1508 1511)報道了一種假高稀方法制備聚苯胺納米纖維，以過硫酸銨為氧化劑，將0. 4mol/L的苯胺單體質子酸溶液通過假高稀方法制備直徑為18 IlOnm的聚苯胺納米纖維。但是，該方法存在以下兩方面的問題(1)聚苯胺納米纖維的直徑不均一，純度不高，尺寸難以控制；( 苯胺單體的濃度較低，與傳統(tǒng)的濃度lmol/L仍舊有一定的差距，無法產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術問題在于提供一種聚苯胺納米纖維的制備方法， 相比現(xiàn)有技術，制備的聚苯胺納米纖維直徑均一、純度高。為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明提供了一種聚苯胺納米纖維的制備方法， 包括a)將苯胺單體與無機酸混合，得到第一混合液；所述第一混合液中苯胺單體濃度為 1 3mol/L ；b)將氧化劑與所述第一混合液混合，得到第二混合溶液，所述第二混合溶液中的苯胺單體聚合，得到第一反應產(chǎn)物；所述氧化劑的氧化還原電位E。x為0. 5V < Eox ^ 0. 8V ；C)將所述第一反應產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、堿洗、干燥后得到聚苯胺納米纖維。優(yōu)選的，所述無機酸為鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸和硼酸中的一種或一種以上。優(yōu)選的，所述氧化劑為硝酸鐵、三氯化鐵、硫酸鐵和氯化銅中的一種或一種以上。優(yōu)選的，步驟b)中苯胺單體聚合的時間為14 32h。優(yōu)選的，所述苯胺單體與所述氧化劑按摩爾比為1 (1. 2 15)。優(yōu)選的，所述第二混合溶液中氧化物的濃度為0. 5 3mol/L。優(yōu)選的，所述第一混合液中無機酸的濃度為0. 5 1. 5mol/L。優(yōu)選的，步驟b)具體為bl)將氧化劑溶于去離子水中，得到濃度為1 3mol/L氧化劑水溶液；所述氧化劑的氧化還原電位Eox為OK Eox ^ 0. 8V ；b2)將所述氧化劑水溶液與所述第一混合液分別以15 50mL/min的速度混合，得到第二混合溶液；b3)所述第二混合溶液中的苯胺單體在-30 10°C下靜止放置，進行陽離子自由基聚合，得到第一反應產(chǎn)物。優(yōu)選的，步驟d)具體為Cl)將所述第一反應產(chǎn)物分別用水、甲醇以及去離子水洗滌至濾液無色；c2)將步驟cl)得到的產(chǎn)物用0. 5 lmol/L的氨水浸泡2 24h，然后用去離子水洗滌至濾液無色；c3)將步驟c2)得到的產(chǎn)物真空干燥得到聚苯胺納米纖維；所述真空干燥時間為 24 36h。優(yōu)選的，所述真空干燥的真空度為0. 6MPa 0. 9MPa,干燥溫度為45°C 90°C。本發(fā)明提供了一種聚苯胺納米纖維的制備方法，包括a)將苯胺單體與無機酸混合，得到第一混合液；所述第一混合液中苯胺單體濃度為1 3mol/L ；b)將氧化劑與所述第一混合液混合，得到第二混合溶液，所述第二混合溶液中的苯胺單體聚合，得到第一反應產(chǎn)物；所述氧化劑的氧化還原電位E。x為0. 5V < Eox ( 0. 8V ；c)將所述第一反應產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、堿洗、干燥后得到聚苯胺納米纖維。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明使用氧化還原電位較低的氧化劑用于引發(fā)苯胺單體聚合，得到直徑均一的聚苯胺納米纖維；另外本發(fā)明使用的原料大部分為無機物、不使用模板以及任何有機溶劑，解決了后處理的污染問題。本發(fā)明使用“假高稀”的方法使用高濃度的原料液，減少了溶劑的使用，降低了成本，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。


圖1本發(fā)明實施例1制備的聚苯胺納米纖維的掃描電鏡圖；圖2本發(fā)明實施例1制備的聚苯胺納米纖維的透射電鏡圖；圖3本發(fā)明實施例2制備的聚苯胺納米纖維的掃描電鏡圖；圖4本發(fā)明實施例2制備的聚苯胺納米纖維的透射電鏡圖；圖5本發(fā)明實施例3制備的聚苯胺納米纖維的掃描電鏡圖；圖6本發(fā)明實施例3制備的聚苯胺納米纖維的透射電鏡圖；圖7本發(fā)明實施例4制備的聚苯胺納米纖維的掃描電鏡圖；圖8本發(fā)明實施例4制備的聚苯胺納米纖維的透射電鏡圖；圖9本發(fā)明實施例5制備的聚苯胺納米纖維的掃描電鏡圖；圖10本發(fā)明實施例5制備的聚苯胺納米纖維的透射電鏡圖；圖11本發(fā)明比較例制備的聚苯胺納米纖維的透射電鏡圖。
具體實施例方式為了進一步了解本發(fā)明，下面結合實施例對本發(fā)明的優(yōu)選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點而不是對本發(fā)明專利要求的限制。本發(fā)明提供了一種聚苯胺納米纖維的制備方法，包括a)將苯胺單體與無機酸混合，得到第一混合液；所述第一混合液中苯胺單體濃度為1 3mol/L ；b)將氧化劑與所述第一混合液混合，得到第二混合溶液，所述第二混合溶液中的苯胺單體聚合，得到第一反應產(chǎn)物；所述氧化劑的氧化還原電位E。x為0. 5V < Eox ( 0. 8V ；c)將所述第一反應產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、堿洗、干燥后得到聚苯胺納米纖維。按照本發(fā)明，“假高稀”技術是一種通過控制反應溶液濃度的方法營造出高稀反應條件的一種技術。把反應物配成較濃的溶液，然后將反應物溶液緩慢滴加到反應體系中，隨著低聚物的不斷生成，使反應物的未反應端基保持在極低的濃度。而較低濃度的反應端基有利于聚苯胺納米纖維的生成，通過控制滴加速度可以控制反應物的濃度，避免了大量溶劑的使用。本發(fā)明將所述第一混合溶液中的苯胺單體的濃度定為1 3mol/L，相比現(xiàn)有技術中的苯胺單體濃度0. 4mol/L大為提高，因此提高了反應進行過程當中的穩(wěn)定性，減少了溶劑的使用量。按照本發(fā)明，優(yōu)選在攪拌條件下，將所述苯胺單體與無機酸混合，目的是為了使反應在酸性條件下進行，使陽離子自由基聚合反應穩(wěn)定，提高氧化劑的氧化引發(fā)效率。本發(fā)明使用的無機酸優(yōu)選為鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸和硼酸中的一種或幾種，更優(yōu)選為鹽酸、硝酸、高氯酸和硼酸中的一種或幾種。本發(fā)明優(yōu)選將所述無機酸溶于去離子水中，形成酸性水溶液，再將所述苯胺單體與所述酸性水溶液混合。按照本發(fā)明，所述第一混合溶液中苯胺單體的濃度為1 3mol/L，優(yōu)選為1. 2 2mol/L，更優(yōu)選為1. 5 2mol/L。所述第一混合溶液中無機酸的濃度優(yōu)選為0. 1 3mol/L，更優(yōu)選為0. 5 1. 5mol/L,最優(yōu)選為1 1. 2mol/ L。使用去離子水配制酸性水溶液的目的是為了使苯胺單體與無機酸溶于同一體系中，形成苯胺單體鹽溶液。相比現(xiàn)有技術中的有機溶劑，去離子水環(huán)保，價格低廉，適用于所有反應條件。本發(fā)明在“假高稀”技術的基礎上，使用氧化電位較低的氧化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的過硫酸銨，引發(fā)苯胺單體進行聚合，制備聚苯胺納米纖維。相比較現(xiàn)有技術中氧化還原電位為 2. OlV的過硫酸銨，本發(fā)明使用的所述氧化劑的氧化還原電位較低，氧化性較弱，引發(fā)聚苯胺的反應進行較平緩，所以形成的聚苯胺納米纖維直徑均一，實驗結果證明，本發(fā)明提供的制備方法制備的聚苯胺納米纖維的直徑為10 24nm，相比較現(xiàn)有技術制備的聚苯胺納米纖維直徑10 llOnm，本發(fā)明方法制備的聚苯胺納米纖維直徑更加均一。按照本發(fā)明，優(yōu)選在攪拌條件下，將所述氧化劑與第一混合溶液混合，混合方式優(yōu)選使用本領域人員熟知的滴液漏斗滴加混合或滴管手工滴加混合，本發(fā)明更優(yōu)選為滴液漏斗滴加混合，分別將第一混合溶液和氧化劑分別添加在不同的分液漏斗中，以相同的速度滴加混合，所述滴加混合速度優(yōu)選為15 50mL/min，選擇這樣的速度是為了使混合速度盡量的慢，從而延緩反應的進行，使反應更加穩(wěn)定。按照本發(fā)明，所述氧化劑優(yōu)選為硝酸鐵、三氯化鐵、硫酸鐵和氯化銅中的一種或幾種。所述苯胺單體與所述氧化劑的摩爾比優(yōu)選為1 (1.2 15)，更優(yōu)選為1 (2.5 10)，最優(yōu)選為1 (5 10)。所述氧化劑優(yōu)選使用去離子水溶解，得到氧化劑水溶液，有助于氧化劑形成離子形態(tài)，多價態(tài)金屬離子能夠在去離子水中分散，并且沒有多余的雜質離子，離子聚合會更加的穩(wěn)定。按照本發(fā)明，所述氧化劑水溶液的濃度優(yōu)選為0. 5 3mol/L， 更優(yōu)選為1 2. 5mol/L。將所述氧化劑水溶液與所述第一混合溶液滴加至反應設備中，提供第一條件使所述苯胺單體發(fā)生陽離子自由基聚合反應，所述第一條件低溫反應，溫度優(yōu)選為-30 10°C， 更優(yōu)選為_5 5°C。反應時間優(yōu)選為14 64h，更優(yōu)選為24 32h。反應完成后得到第一反應產(chǎn)物。低溫反應能夠使反應盡量緩慢，能夠減小副產(chǎn)物的生成，有利于生成結構均一的聚苯胺，可以得到直徑均一的聚苯胺納米纖維。按照本發(fā)明，將所述第一反應產(chǎn)物分別用水、甲醇以及去離子水洗滌至濾液無色； 得到第二反應產(chǎn)物，中和所述第二反應產(chǎn)物表面的酸性物質，本發(fā)明優(yōu)選使用氨水浸泡所述第二反應產(chǎn)物，所述氨水的濃度優(yōu)選為0. 5 lmol/L，浸泡時間優(yōu)選為2 24h，然后用去離子水洗滌至濾液無色；得到第三反應產(chǎn)物干燥，得到聚苯胺納米纖維，所述干燥使用本領域人員熟知的干燥方法，優(yōu)選使用真空干燥、紅外干燥或自然蒸發(fā)。更優(yōu)選為真空干燥。 按照本發(fā)明，所述真空干燥時間優(yōu)選為24 36h，更優(yōu)選為28 32h。真空干燥的真空度優(yōu)選為真空度為0. 6MPa 0. 9MPa，干燥溫度優(yōu)選為45°C 90°C。真空干燥使用的設備本發(fā)明不做限定。以下以具體實施例和比較例說明本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍并不受以下實施例的限制。需要說明的是，本發(fā)明使用的原料及試劑來源為苯胺、硝酸鐵、三氯化鐵、硫酸鐵和氯化銅均來自天津市精細化工研究所產(chǎn)品。鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸和硼酸來自北京試劑廠產(chǎn)品。實施例1 步驟1、在攪拌條件下，將苯胺單體溶解于0. 5mol/L硝酸制成摩爾濃度為lmol/L 的苯胺單體鹽水溶液A;
步驟2、在攪拌條件下，將硝酸鐵溶解在去離子水中形成lmol/L的硝酸鐵水溶液 B ；步驟3、按摩爾比為苯胺單體硝酸鐵=1 3，于0°C下，將A和B以35mL/min的速度滴加到反應器中，滴加完成后，停止攪拌，保持溫度0°c，靜止放置24h ；步驟4、將步驟3得到的反應產(chǎn)物過濾后，分別用水、甲醇以及去離子水洗滌至濾液無色；步驟5、將步驟4得到的產(chǎn)物用0. 5mol/L的氨水浸泡24h，然后用去離子水洗滌至濾液無色；步驟6、將步驟5得到的產(chǎn)物真空干燥得到聚苯胺納米纖維，真空干燥24h。將本實施例制備聚苯胺納米纖維進行檢測，結果表明，本實施例得到的聚苯胺的直徑為15 23nm，長度為3 5 μ m。將實施例1制備的聚苯胺納米纖維在掃描電鏡以及透射電鏡中觀察并對得到的掃描電鏡以及透射電鏡圖中的聚苯胺納米纖維直徑進行統(tǒng)計分析，結果如圖1、圖2所示，本實施例1制備的聚苯胺納米纖維直徑均一、純度高、分布均一。實施例2 步驟1、在攪拌條件下，將苯胺單體溶解于1. 5mol/L磷酸制成摩爾濃度為3mol/L 的苯胺單體鹽水溶液A;步驟2、在攪拌條件下，將硝酸鐵溶解在去離子水中形成3mol/L的硝酸鐵水溶液 B ；步驟3、按摩爾比為苯胺單體硝酸鐵=1 15，于-30°C下，將A和B以45mL/min 的速度滴加到反應器中，滴加完成后，停止攪拌，保持溫度為-30°C，靜止放置64h ；步驟4、將步驟3得到的反應產(chǎn)物過濾后，分別用水、甲醇以及去離子水洗滌至濾液無色；步驟5、將步驟4得到的產(chǎn)物用lmol/L的氨水浸泡10h，然后用去離子水洗滌至濾液無色；步驟6、將步驟5得到的產(chǎn)物真空干燥得到聚苯胺納米纖維，真空干燥36h。將本實施例制備聚苯胺納米纖維進行檢測，結果表明，本實施例得到的聚苯胺的直徑為13 22nm，長度為5_7 μ m,將實施例2制備的聚苯胺納米纖維在掃描電鏡以及透射電鏡中觀察并對得到的掃描電鏡以及透射電鏡圖中的聚苯胺納米纖維直徑進行統(tǒng)計分析， 結果如圖3、圖4所示，本實施例2制備的聚苯胺納米纖維直徑均一、純度高、分布均一。實施例3 步驟1、在攪拌條件下，將苯胺單體溶解于0. 5mol/L鹽酸制成摩爾濃度為1. 5mol/ L的苯胺單體鹽水溶液A;步驟2、在攪拌條件下，將三氯化鐵溶解在去離子水中形成1. 5mol/L的三氯化鐵水溶液B ；步驟3、按物質的摩爾比為苯胺單體氧化劑=1 1.2，于_5°C下，將A和B以 35mL/min的速度滴加到反應器中，滴加完成后，停止攪拌，保持_5°C的溫度，靜止放置14h ；步驟4、將步驟3得到的反應產(chǎn)物過濾后，分別用水、甲醇以及去離子水洗滌至濾液無色；
步驟5、將步驟4得到的產(chǎn)物用0. 81mol/L的氨水浸泡20h，然后用去離子水洗滌至濾液無色；步驟6、將步驟5得到的產(chǎn)物真空干燥得到聚苯胺納米纖維，真空干燥30h。
將本實施例制備聚苯胺納米纖維進行檢測，結果表明，本實施例得到的聚苯胺的直徑為16 24nm，長度為4_6 μ m,將實施例3制備的聚苯胺納米纖維在掃描電鏡以及透射電鏡中觀察并對得到的掃描電鏡以及透射電鏡圖中的聚苯胺納米纖維直徑進行統(tǒng)計分析， 結果如圖5、圖6所示，本實施例3制備的聚苯胺納米纖維直徑均一、純度高、分布均一。實施例4 步驟1、在攪拌條件下，將苯胺單體溶解于1. 5mol/L硼酸制成摩爾濃度為2mol/L 的苯胺單體鹽水溶液A;步驟2、在攪拌條件下，將硫酸鐵溶解在去離子水中形成2mol/L的硫酸鐵水溶液 B ；步驟3、按物質的摩爾比為苯胺單體氧化劑=1 5，于5°C下，將A和B以35mL/ min的速度滴加到反應器中，滴加完成后，停止攪拌，保持5°C的溫度，靜止放置34h ；步驟4、將步驟3得到的反應產(chǎn)物過濾后，分別用水、甲醇以及去離子水洗滌至濾液無色；步驟5、將步驟4得到的產(chǎn)物用lmol/L的氨水浸泡20h，然后用去離子水洗滌至濾液無色；步驟6、將步驟5得到的產(chǎn)物真空干燥得到聚苯胺納米纖維，真空干燥28h。將本實施例制備聚苯胺納米纖維進行檢測，結果表明，本實施例得到的聚苯胺的直徑為ll-15nm，長度為2-3 μ m，將實施例4制備的聚苯胺納米纖維在掃描電鏡以及透射電鏡中觀察并對得到的掃描電鏡以及透射電鏡圖中的聚苯胺納米纖維直徑進行統(tǒng)計分析，結果如圖7、圖8所示，本實施例4制備的聚苯胺納米纖維直徑均一、純度高、分布均一。實施例5 步驟1、在攪拌條件下，將苯胺單體溶解于0. 8mol/L的高氯酸制成摩爾濃度為 1. 2mol/L的苯胺單體鹽水溶液A ；步驟2、在攪拌條件下，將氯化銅溶解在去離子水中形成1. 2mol/L的氯化銅水溶液B ；步驟3、按摩爾比為苯胺單體氧化劑=1 2. 5，于10°C下，將A和B以30mL/min 的速度滴加到反應器中，滴加完成后，停止攪拌，保持10°c的溫度，靜止放置24h ；步驟4、將步驟3得到的反應產(chǎn)物過濾后，分別用水、甲醇以及去離子水洗滌至濾液無色；步驟5、將步驟4得到的產(chǎn)物用lmol/L的氨水浸泡2h，然后用去離子水洗滌至濾液無色；步驟6、將步驟5得到的產(chǎn)物真空干燥得到聚苯胺納米纖維，真空干燥30h。將本實施例制備聚苯胺納米纖維進行檢測，結果表明，本實施例得到的聚苯胺的直徑為10-13nm，長度為1_3 μ m，將實施例5制備的聚苯胺納米纖維在掃描電鏡以及透射電鏡中觀察并對得到的掃描電鏡以及透射電鏡圖中的聚苯胺納米纖維直徑進行統(tǒng)計分析，結果如圖9、圖10所示，本實施例5制備的聚苯胺納米纖維直徑均一、純度高、分布均一。
比較例1以高氧化還原電位的過硫酸銨(E。x = 2. 01V)為氧化劑，按照現(xiàn)有技術(Syn. Met.， 2009，159，1508 1511)制備聚苯胺納米纖維。將0. 8M的苯胺鹽酸水溶液與0. 2M的過硫酸銨鹽酸水溶液以5mL/min的速度室溫下等速滴加到反應容器中，滴加完后室溫靜止放置 ISh0過濾，水洗濾液到無色，真空干燥后得到聚苯胺納米纖維。其透射電鏡圖如圖11?？梢钥闯鼍郾桨返闹睆綖?0-65nm，長度為150-800nm，與本發(fā)明相比，聚苯胺的直徑不均一， 純度不高。并且苯胺的濃度與本發(fā)明的1-3M相比，相對比較低，產(chǎn)量較小。
相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明使用氧化還原電位較低的氧化劑用于引發(fā)苯胺單體聚合， 得到直徑均一的聚苯胺納米纖維；另外本發(fā)明使用的原料大部分為無機物、不使用模板以及任何有機溶劑，解決了后處理的污染問題。本發(fā)明使用“假高稀”的方法使用高濃度的原料液，減少了溶劑的使用，降低了成本，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。以上對本發(fā)明提供的一種聚苯胺納米纖維的制備方法進行了詳細的介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種聚苯胺納米纖維的制備方法，其特征在于，包括a)將苯胺單體與無機酸混合，得到第一混合液；所述第一混合液中苯胺單體濃度為 1 3mol/L ；b)將氧化劑與所述第一混合液混合，得到第二混合溶液，所述第二混合溶液中的苯胺單體聚合，得到第一反應產(chǎn)物；所述氧化劑的氧化還原電位E。x為0. 5V < Eox ^ 0. 8V ；c)將所述第一反應產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、堿洗、干燥后得到聚苯胺納米纖維。
2.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述無機酸為鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸和硼酸中的一種或一種以上。
3.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氧化劑為硝酸鐵、三氯化鐵、硫酸鐵和氯化銅中的一種或一種以上。
4.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟b)中苯胺單體聚合的時間為 14 32h。
5.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述苯胺單體與所述氧化劑按摩爾比為 1 (1. 2 15)。
6.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第二混合溶液中氧化物的濃度為 0. 5 3mol/L。
7.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一混合液中無機酸的濃度為 0· 5 L 5mol/L。
8.根據(jù)權利要求1 6任意一條所述的制備方法，其特征在于，步驟b)具體為bl)將氧化劑溶于去離子水中，得到濃度為1 3mol/L氧化劑水溶液；所述氧化劑的氧化還原電位E。x為0. 5V彡Eox ^ 0. 8V ；b2)將所述氧化劑水溶液與所述第一混合液分別以15 50mL/min的速度混合，得到第二混合溶液；b3)所述第二混合溶液中的苯胺單體在-30 10°C下靜止放置，進行陽離子自由基聚合，得到第一反應產(chǎn)物。
9.根據(jù)權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟d)具體為cl)將所述第一反應產(chǎn)物分別用水、甲醇以及去離子水洗滌至濾液無色；c2)將步驟cl)得到的產(chǎn)物用0. 5 lmol/L的氨水浸泡2 Mh，然后用去離子水洗滌至濾液無色；c3)將步驟c2)得到的產(chǎn)物真空干燥得到聚苯胺納米纖維；所述真空干燥時間為M 36h。
10.根據(jù)權利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述真空干燥的真空度為0. 0. 9MPa，干燥溫度為45°C 90°C。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種聚苯胺納米纖維的制備方法，包括a)將苯胺單體與無機酸混合，得到第一混合液；所述第一混合液中苯胺單體濃度為1～3mol/L；b)將氧化劑與所述第一混合液混合，得到第二混合溶液，所述第二混合溶液中的苯胺單體聚合，得到第一反應產(chǎn)物；所述氧化劑的氧化還原電位Eox為0.5V≤Eox≤0.8V；c)將所述第一反應產(chǎn)物經(jīng)過洗滌、堿洗、干燥后得到聚苯胺納米纖維。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的制備方法，制備的聚苯胺納米纖維直徑均一、純度高，提高了生產(chǎn)效率，適宜于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C08G73/02GK102199287SQ20111009121
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月12日 優(yōu)先權日2011年4月12日
發(fā)明者劉建, 張紅明, 李季, 王佛松, 王獻紅 申請人:中國科學院長春應用化學研究所