一步法制備聚吡咯微/納米中空球的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚吡咯微/納米中空球的制備方法，屬于特殊形貌導電聚合物材料技術領域。
【背景技術】
[0002]導電高分子擁有電學、電化學、力學、光學、磁學等諸多優(yōu)良性質，在生產生活、軍事、航空航天等領域都具有潛在的應用前景。導電高分子材料的形貌和尺寸對聚合物的電性能、氣敏傳感性能、催化性能有重要的影響。聚合物中空球由于其在催化，控制釋放等領域的潛在應用而引起了廣泛關注。用軟、硬模板法制備聚吡咯中空球已有大量報道，這些方法通常是用吡咯在軟、硬模板表面(如=S12，金納米粒子或聚合物納米粒子)聚合，最后通過去除模板而獲得聚卩比略中空球(Jing Zhang, Yao Yu, Lin Liu, Yue ffu,Graphene-hoI1w PPy sphere 3D_nanoarchitecture with enhanced electrochemicalperformance, Nanoscale, 2013，5，3052-3057.K.-M.Mangold, J.Schuster andC.Weidlichj Synthesis and properties of magnetite/polypyrrole core-shellnanocomposites and polypyrrole hollow spheres, Electrochimica Acta, 2011，56(10)，3616-3619.Yao T.，Lin Q.，Zhang K.，Zhao D.，Lv H.，Zhang J.，YangB.， Preparat1n of Si02@polystyrene@polypyrroIe sandwich composites and hollowpolypyrrole capsules with movable S12 spheres inside,Journal of Colloid andInterface Science, 2007，315(2)，434-438.)。但模板法制備聚吡咯中空球工序繁雜，并且在去除模板的過程中中空球容易發(fā)生坍塌而破壞最終的中空球形態(tài)。另外，有報道用界面聚合，在含有十二烷基苯磺酸鈉的水溶液中，利用甲苯做為油相，以過硫酸銨為氧化劑氧化聚合得到聚卩比略中空球(Long Zhang, Peng Liuj Longlong Juj Li Wangjand Shuna Zhao, Polypyrrole nanocapsules via interfacial polymerizat1n,Macromolecular Research, 2010，18(7)，648-652.)，進一步與其它材料如碳納米管復合來提高材料的電性能(Peng Liuj Xue Wang, Haidong Li, Facile preparat1nof string-like composite of hollow PPy nanospheres decorated on the carbonnanotubes, Synthetic Metals, 2014， 189， 173-176.Peng Liuj Xue Wang, HaidongLi， Preparat1n of carboxylated carbon nanotubes/polypyrrole composite hollowmicrospheres via chemical oxidative interfacial polymerizat1n and theirelectrochemical performance, Synthetic Metals, 2013，181，72-78.)0 但上述方法較為復雜，所用原料種類繁多，由于反應體系中甲苯，十二烷基苯磺酸鈉等的存在，使得最后得到的中空球難免會摻雜一些甲苯和十二烷基苯磺酸鈉，增加了后處理的難度，并且所得的聚吡咯中空球形態(tài)也不是很好。
[0003]目前，用異丙苯過氧化氫-FeCl2氧化體系制備聚吡咯中空球尚未報道。

【發(fā)明內容】

[0004]現(xiàn)有技術中存在以下不足:工序繁雜，所用原料繁多，采用模板法制備中空球時需要移除模板而導致中空球易發(fā)生破壞，中空球形態(tài)不好等。為克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種聚吡咯微/納米中空球的制備方法，利用異丙苯過氧化氫-氯化亞鐵作為氧化還原體系，一步法來制備聚吡咯微/納米中空球。
[0005]本發(fā)明的技術方案如下:
一種聚吡咯中空球的制備方法，步驟如下:
(1)在攪拌條件下，將FeCl2溶解在去離子水中，制得濃度為96~288mmol/L的FeCl2水溶液；
(2)在攪拌條件下，先將吡咯單體加入到FeCl2的水溶液中，l~3h后再加入異丙苯過氧化氫；0~30°C反應12~48h ;離心，洗滌，干燥，得到聚吡咯中空球；
所述吡咯單體與異丙苯過氧化氫的摩爾比為1: (2~3)，所述異丙苯過氧化氫與FeCl2的摩爾比為1: (1~3)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(I)中所述FeCljK溶液的濃度為192mmol/L。
[0007]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(2)中所述吡咯單體與異丙苯過氧化氫的摩爾比為1:2。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(2)中所述異丙苯過氧化氫與FeCl2的摩爾比為1:2。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(2)中先將吡咯單體加入到FeCl2的水溶液中，1.5h后再加入異丙苯過氧化氫。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(2)中反應溫度為0~30°C，反應時間為24h。
[0011]步驟(2)中所述的洗滌方法為:先用純凈水離心洗滌I次，再用無水乙醇離心洗滌I次，如此循環(huán)洗滌3次。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(2)中所述的干燥方法為:40~80°C空氣氣氛中干燥10~24ho
[0013]根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(I)和(2)中所述的攪拌的速率為200~250r/min。
[0014]本發(fā)明具有有益的技術效果:
反應體系中只有去離子水，F(xiàn)eCl2，異丙苯過氧化氫，吡咯，反應體系簡單，原料種類少；并且反應溫度為0~30°C，既不需要很低的溫度，也不需要很高的溫度，反應條件溫和，能耗低；制備步驟簡單，易于工業(yè)化生產。
[0015]所制備的聚吡咯中空球形態(tài)較好。
【附圖說明】
[0016]圖1為實施例1所制備的聚吡咯中空球的透射電鏡(TEM)照片。
【具體實施方式】
[0017]以下結合具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不限于此。
[0018]實施例中所用原料均為常規(guī)市購產品；所用設備均為常規(guī)設備；測試方法均為常規(guī)方法。
[0019]其中，吡咯單體，薩恩化學技術(上海)有限公司有售:FeCl2，天津市光復精細化工研宄所有售；異丙苯過氧化氫，阿拉丁有售；無水乙醇，天津市博迪化工有限公司有售。
[0020]本發(fā)明所制備樣品的透射電鏡照片是經日本JEM-1011透射電子顯微鏡檢測獲得。
[0021]實施例1
一種聚吡咯微/納米中空球的制備方法，步驟如下:
(1)在250r/min的攪拌條件下，將3.6504gFeCl2S解在去離子水中，制得濃度為192mmol/L 的 FeCl2水溶液；
(2)在250r/min的攪拌條件下，先將0.5ml吡咯單體加入到FeCl2的水溶液中，1.5h后再加入2.2ml異丙苯過氧化氫，吡咯單體與異丙苯過氧化氫的摩爾比為1:2，異丙苯過氧化氫與FeCl2的摩爾比為1:2，于O °C下反應24h即得反應液；將反應液離心得固體產物；將固體產物用去離子水離心洗滌，