一種核殼結(jié)構(gòu)聚苯胺聚電解質(zhì)碳酸鈣微球復(fù)合材料制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于導(dǎo)電材料制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]將導(dǎo)電聚合物膜包裹在納米或微米球的外部可以提高聚合物膜的有效面積，從而提高材料的導(dǎo)電性。聚苯胺(PAN)具有導(dǎo)電性高、易于制備和環(huán)境穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，在生物傳感領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。近來已有報(bào)道由S1jP聚苯乙烯出發(fā)，制備了聚苯胺-二氧化硅和聚苯胺-聚苯乙烯核殼結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合物。碳酸鈣(CaCO3)具有高的比表面積、優(yōu)良的生物相容性及在水溶液中分散性好等優(yōu)點(diǎn)。在CaCOj^ 3種晶體結(jié)構(gòu)(方解石、霰石和球霰石)中，球霰石結(jié)構(gòu)CaCO3在工業(yè)、醫(yī)藥、微膠囊制備和生物傳感器領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用潛能。但它在水溶液中不可逆地轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的方解石結(jié)構(gòu)的CaCO3，這一缺陷嚴(yán)重地影響了 CaCOj^應(yīng)用。目前已有提高CaC03在水中穩(wěn)定性的報(bào)道，利用金納米粒子和量子點(diǎn)CdTe穩(wěn)定CaCO3的球霰石結(jié)構(gòu)，并將其用于生物傳感器的制備。但尚未見有關(guān)制備導(dǎo)電聚合物/CaCO3微球復(fù)合材料并將其應(yīng)用于傳感器領(lǐng)域的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種具有良好導(dǎo)電性的核殼結(jié)構(gòu)聚苯胺聚電解質(zhì)碳酸鈣微球復(fù)合材料制備方法。
[0004]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種核殼結(jié)構(gòu)聚苯胺聚電解質(zhì)碳酸鈣微球復(fù)合材料制備方法，包括碳酸鈣-聚電解質(zhì)微球的制備和聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球的制備兩步驟；
所述碳酸鈣-聚電解質(zhì)微球的制備步驟為，將0.1gCaCO3微球分散到1mL殼聚糖溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%)中，攪拌15min，離心除去過量的殼聚糖，水洗3次，按相同的方法組裝聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)，如此交替組裝殼聚糖和PSS，直至得到所需的聚電解質(zhì)層數(shù)，產(chǎn)物用聚電解質(zhì)-碳酸鈣((PEs) n/CaC03)表示；
所述聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球的制備步驟為，將上述制備的(PEs) n/CaC03微球直接分散到1mL 二次水中，超聲分散3min，迅速加入0.02mL苯胺(AN)單體，攪拌0.5h，正電荷的AN吸附在負(fù)電荷的(PEs)n/CaC0#球上，緩緩加入ImL0.2mol/L的K2S2O^液，AN單體在(PEs) n/CaC0#j球上原位聚合形成聚苯胺，離心分離，沉淀用二次水清洗3次，在50°C干燥24h，得到聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球復(fù)合材料(PAN/(PEs) n/CaC03)。
[0005]所述碳酸鈣-聚電解質(zhì)微球的制備步驟中，組裝第一層聚電解質(zhì)時，先將母核的分散液超聲分散10s。
[0006]本發(fā)明具有如下有益效果:
制備的CaCO#球平均直徑為(4.0 + 0.5) μ m，該復(fù)合材料有良好的電催化活性，將其滴涂在玻碳電極E，制得的修飾電極對多巴胺氧化顯示較強(qiáng)的催化能力，與碳酸鈣修飾電極相比，其氧化峰電位負(fù)移了 130mV，平行制作5支修飾電極測定4.0mmol/L多巴胺，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.2%，該復(fù)合材料制備簡單、重現(xiàn)性良好，可以構(gòu)建測定多巴胺的傳感器，線性范圍0.5 ?10.0mmol/L，檢測限 0.2mmol/L (3S / N)。
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0008]具體實(shí)施例:本發(fā)明所述制備過程包括碳酸鈣-聚電解質(zhì)微球的制備和聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球的制備兩步驟；
所述碳酸鈣-聚電解質(zhì)微球的制備步驟為，將0.1gCaCO3微球分散到1mL殼聚糖溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%)中，攪拌15min，離心除去過量的殼聚糖，水洗3次，按相同的方法組裝聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)，如此交替組裝殼聚糖和PSS，直至得到所需的聚電解質(zhì)層數(shù)，產(chǎn)物用聚電解質(zhì)-碳酸鈣((PEs)n/CaC03)表示；本實(shí)施例所用的電解質(zhì)層數(shù)n=6，為了防止母核團(tuán)聚，組裝第一層聚電解質(zhì)時，先將母核的分散液超聲分散1s ;
所述聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球的制備步驟為，將上述制備的(PEs)6/CaC03微球直接分散到1mL 二次水中，超聲分散3min，迅速加入0.02mL苯胺(AN)單體，攪拌0.5h，正電荷的AN吸附在負(fù)電荷的(PEs)6/CaC0^球上，緩緩加入ImL0.2mol/L的K 2S208溶液，AN單體在(PEs)6/CaC03微球上原位聚合形成聚苯胺，離心分離，沉淀用二次水清洗3次，在50°C干燥24h，得到聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球復(fù)合材料(PAN/(PEs) 6/CaC03)
用金相砂紙拋光玻碳電極(GCE)，用二氧化鈰研磨料打磨成鏡面，再依次用體積比為I:1的硝酸和無水乙醇的水溶液進(jìn)行超聲清洗(每次約3min)。取出電極用二次水沖洗干凈，在室溫下干燥備用。將上述由0.1gCaCOjP 0.02mLAN(摩爾比為5:1)制備的PAN/(PEs) 6/CaC03微球分散到2mL水中，超聲分散3min。然后取1yL分散液滴涂到潔凈的玻碳電極表面，室溫下干燥，獲得修飾電極。
[0009]在三電極系統(tǒng)(鉑絲電極為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，玻碳電極或修飾電極為工作電極)進(jìn)行生物電分析，PAN/(PEs)6/CaC03修飾電極對2.0mmol/L多巴胺溶液的催化電流約為18 μ A，而CaCO3修飾電極約為8 μ Α，且修飾電極的催化氧化電流和多巴胺溶液濃度(在0.50?10.0mmol/L范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，線性回歸方程:ip ( μΑ)=3.516+10.364C(mmol/L),線性關(guān)系數(shù) r=0.9993，檢測限為 0.2mmol/L (3S/N))，平行制作5支修飾電極測定4.0mmol/L多巴胺，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.2%，可用于多巴胺傳感器。
[0010]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種核殼結(jié)構(gòu)聚苯胺聚電解質(zhì)碳酸鈣微球復(fù)合材料制備方法，其特征在于:包括碳酸鈣-聚電解質(zhì)微球的制備和聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球的制備兩步驟； 所述碳酸鈣-聚電解質(zhì)微球的制備步驟為，將0.1gCaCO3微球分散到1mL殼聚糖溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%)中，攪拌15min，離心除去過量的殼聚糖，水洗3次，按相同的方法組裝聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)，如此交替組裝殼聚糖和PSS，直至得到所需的聚電解質(zhì)層數(shù)，產(chǎn)物用聚電解質(zhì)-碳酸鈣((PEs) n/CaC03)表示； 所述聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球的制備步驟為，將上述制備的(PEs) n/CaC03微球直接分散到1mL 二次水中，超聲分散3min，迅速加入0.02mL苯胺(AN)單體，攪拌0.5h，正電荷的AN吸附在負(fù)電荷的(PEs)n/CaCO#球上，緩緩加入ImL0.2mol/L的K2S2O8溶液，AN單體在(PEs) n/CaCO#j球上原位聚合形成聚苯胺，離心分離，沉淀用二次水清洗3次，在50°C干燥24h，得到聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球復(fù)合材料(PAN/(PEs) n/CaC03)。
2.如權(quán)利要求1所述的核殼結(jié)構(gòu)聚苯胺聚電解質(zhì)碳酸鈣微球復(fù)合材料制備方法，其特征在于:所述碳酸鈣-聚電解質(zhì)微球的制備步驟中，組裝第一層聚電解質(zhì)時，先將母核的分散液超聲分散10s。
【專利摘要】一種核殼結(jié)構(gòu)聚苯胺聚電解質(zhì)碳酸鈣微球復(fù)合材料制備方法，屬于導(dǎo)電材料制備領(lǐng)域。提供一種具有良好導(dǎo)電性的核殼結(jié)構(gòu)聚苯胺聚電解質(zhì)碳酸鈣微球復(fù)合材料制備方法。所述方法通過碳酸鈣-聚電解質(zhì)微球的制備和聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球的制備兩步驟，在包裹了聚電解質(zhì)的碳酸鈣微球上原位聚合苯胺，形成導(dǎo)電性良好的聚苯胺-聚電解質(zhì)-碳酸鈣微球。該復(fù)合材料制備簡單、重現(xiàn)性良好，可以構(gòu)建測定多巴胺的傳感器，線性范圍0.5～10.0mmol/L，檢測限0.2mmol/L(3S／N)。
【IPC分類】B01J13-18, G01N27-30, G01N27-26
【公開號】CN104624133
【申請?zhí)枴緾N201410744297
【發(fā)明人】周勇
【申請人】周勇
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月9日