專利名稱：以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于聚苯胺納米材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法。
背景技術(shù)：
聚苯胺是一種導(dǎo)電功能高分子，因具有合成簡便、成本低、導(dǎo)熱性好和環(huán)境穩(wěn)定性好等優(yōu)點而被用于抗靜電、防腐蝕涂料，電磁屏蔽材料，太陽能材料等眾多領(lǐng)域。而聚苯胺納米材料作為低維材料，具有納米材料的尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)等賦予其特殊的物理化學(xué)性能，因此聚苯胺納米材料的合成及應(yīng)用研究已經(jīng)引起了科研人員的極大興趣，已經(jīng)成為了導(dǎo)電功能高分子領(lǐng)域的熱點之一。一些研究表明，研制聚苯胺納米管是聚苯胺研究中的一個熱點。α、β、Y-環(huán)糊精分別是6，7，8個D ( + ) 一吡喃型葡萄糖組成的環(huán)狀低聚物，其分子呈上寬下窄、兩端開口、中空的筒狀物，腔內(nèi)部呈相對疏水性，而所有羥基則在分子外部。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，該方法操作簡單，可以得到合成孔形狀不同的導(dǎo)電聚苯胺納米管。本發(fā)明的一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，包括:(I)將苯胺與檸檬酸混合， 然后加入去離子水，攪拌溶解后得混合溶液，加入α、β、Y-環(huán)糊精中的任意一種，攪拌后超聲，使苯胺盡可能附著在環(huán)糊精內(nèi)腔壁和外腔壁上；(2)在0-10°C恒溫水浴中，將過硫酸銨溶液迅速倒入步驟(I)所得的溶液中，快速攪拌后靜置反應(yīng)l_24h，最后洗滌、干燥，即得聚苯胺納米管。步驟(I)所得的混合溶液的pH值為2-6。步驟(I)所得的混合溶液中苯胺的濃度為0.1-1.0mol/L,檸檬酸的濃度為0.01-0.lmol/Lo步驟(I)中所述的苯胺與a、β、Y-環(huán)糊精中的任意一種的摩爾比為1-30: 1-10。步驟(I)中所述的苯胺與檸檬酸的摩爾比為1-30: 1-10。步驟(2)中所述的過硫酸銨溶液的濃度為0.1-1.0mol/L。步驟(2)中所述的過硫酸銨與苯胺的摩爾比為1-30: 1-30。步驟(2)中所述洗滌為將所得產(chǎn)物用丙酮和去離子水洗滌至濾液無色。步驟(2)中所述的干燥為在40_60°C真空干燥l_24h。本發(fā)明的聚苯胺納米管是用a、β、Y-環(huán)糊精為軟模板，將苯胺分別與三種不同孔徑的環(huán)糊精在檸檬酸溶液中混勻，使苯胺盡可能附著在三種環(huán)糊精內(nèi)腔壁和外腔壁上，用過硫酸銨氧化聚合得到。本發(fā)明所述的是一種簡便合成孔形狀不同的導(dǎo)電聚苯胺納米管的技術(shù)。本發(fā)明所用的檸檬酸量控制溶液pH為2-6。本發(fā)明所制備出的不同形狀孔聚苯胺納米管具有合成條件簡單、后處理容易，成孔有效的特點。在抗靜電、防腐蝕涂料，電磁屏蔽材料，太陽能材料等眾多領(lǐng)域中有著巨大的應(yīng)用前景。本發(fā)明提供了一種以a、P、Y-環(huán)糊精為模板，制造不同形狀孔的聚苯胺納米管的技術(shù)。比較附圖1-4可以發(fā)現(xiàn)后圖2-4所示的納米孔聚苯胺纖維具有明顯的不同形狀孔的管狀特征。有益效果:(I)本發(fā)明分別以a、P、Y-環(huán)糊精為軟模板，可以得到合成孔形狀不同的聚苯胺納米管，制備方法簡單，后處理容易；(2)本發(fā)明得到的合成孔形狀不同的聚苯胺納米管在抗靜電、防腐蝕涂料，電磁屏蔽材料，太陽能材料等眾多領(lǐng)域中有著巨大的應(yīng)用前景。


圖1為不加任何一種環(huán)糊 精作為空白實驗后得到的聚苯胺纖維SEM圖；圖2為加了 a -環(huán)糊精后得到的條形納米孔聚苯胺纖維SEM圖；圖3為加了 P -環(huán)糊精后得到的方形納米孔聚苯胺纖維SEM圖；圖4為加了 Y-環(huán)糊精后得到的三角形納米孔聚苯胺纖維SEM圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實施例1本實驗的各原料的摩爾比是苯胺:a -環(huán)糊精:檸檬酸:過硫酸銨=1-30: 1-10: 1-10: 1-30，所述的檸檬酸為摻雜酸；(I)按原料配比將苯胺與檸檬酸混合后加入去離子水，在室溫條件下磁力攪拌
0.5h，得到苯胺濃度為0.5mol/L，檸檬酸濃度為0.5mol/L，溶液pH為2_6的混合溶液；(2)按原料配比將a-環(huán)糊精加入到以上溶液中，在室溫條件下磁力攪拌l_3h，再超聲10-60min，使苯胺盡可能附著在三種環(huán)糊精內(nèi)腔壁和外腔壁上；(3)在0-10°C恒溫水浴中，將濃度為0.5mol/L的過硫酸銨溶液迅速倒入步驟(2)所述的溶液中，迅速攪拌10-60min，停止攪拌，靜置反應(yīng)l_24h ;然后將得到的產(chǎn)物用丙酮，去離子水洗滌至濾液無色，最后在40-60°C真空干燥l_24h，即得納米孔聚苯胺納米管。上述所得納米孔聚苯胺纖維SEM圖如圖2所示，可見所得納米孔聚苯胺纖維為條形。實施例2
本實驗的各原料的摩爾比是苯胺:β -環(huán)糊精:檸檬酸:過硫酸銨=1-30: 1-10: 1-10: 1-30，所述的檸檬酸為摻雜酸；(I)按原料配比將苯胺與檸檬酸混合后加入去離子水，在室溫條件下磁力攪拌0.5h，得到苯胺濃度為0.5mol/L，檸檬酸濃度為0.5mol/L，溶液pH為2_6的混合溶液；(2)按原料配比將β -環(huán)糊精加入到以上溶液中，在室溫條件下磁力攪拌l_3h，再超聲10-60min，使苯胺盡可能附著在三種環(huán)糊精內(nèi)腔壁和外腔壁上；(3)在0-10°C恒溫水浴中，將濃度為0.5mol/L的過硫酸銨溶液迅速倒入步驟(2)所述的溶液中，迅速攪拌10-60min，停止攪拌，靜置反應(yīng)l_24h ;然后將得到的產(chǎn)物用丙酮，去離子水洗滌至濾液無色，最后在40-60°C真空干燥l_24h，即得聚苯胺納米管。上述所得納米孔聚苯胺纖維SEM圖如圖3所示，可見所得納米孔聚苯胺纖維為方形。實施例3
本實驗的各原料的摩爾比是苯胺:Y -環(huán)糊精:檸檬酸:過硫酸銨=1-30: 1-10: 1-10: 1-30，所述的檸檬酸為摻雜酸；(I)按原料配比將苯胺與檸檬酸混合后加入去離子水，在室溫條件下磁力攪拌
0.5h，得到苯胺濃度為0.5mol/L，檸檬酸濃度為0.5mol/L，溶液pH為2_6的混合溶液；(2)按原料配比將Y-環(huán)糊精加入到以上溶液中，在室溫條件下磁力攪拌l_3h，再超聲10-60min，使苯胺盡可能附著在三種環(huán)糊精內(nèi)腔壁和外腔壁上；(3)在0-10°C恒溫水浴中，將濃度為0.5mol/L的過硫酸銨溶液迅速倒入步驟(2)所述的溶液中，迅速攪拌10-60min，停止攪拌，靜置反應(yīng)l_24h ;然后將得到的產(chǎn)物用丙酮，去離子水洗滌至濾液無色，最后在40-60°C真空干燥l_24h，即得聚苯胺納米管。上述所得納米孔聚苯胺纖維SEM圖如圖4所示，可見所得納米孔聚苯胺纖維為三角形。
權(quán)利要求
1.一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，包括: (1)將苯胺與檸檬酸混合，然后加入去離子水，攪拌溶解后得混合溶液，加入O、運、Y-環(huán)糊精中的任意一種，攪拌后超聲； (2)在0-10°C恒溫水浴中，將過硫酸銨溶液迅速倒入步驟(I)所得的溶液中，快速攪拌后靜置反應(yīng)l_24h，最后洗滌、干燥，即得聚苯胺納米管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，其特征在于:步驟(I)所得的混合溶液的pH值為2-6。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，其特征在于:步驟(I)所得的混合溶液中苯胺的濃度為0.1-1.0mol/L,檸檬酸的濃度為.0.01-0.lmol/Lo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，其特征在于:步驟(I)中所述的苯胺與a、0、Y-環(huán)糊精中任意一種的摩爾比為1-30: 1-10。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，其特征在于:步驟(I)中所述的苯胺與檸檬酸的摩爾比為1-30: 1-10。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，其特征在于:步驟(2)中所述的過硫酸銨溶液的濃度為0.1-1.0mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，其特征在于:步驟(2)中所述的過硫酸銨與苯胺的摩爾比為1-30: 1-30。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，其特征在于:步驟(2)中所述洗滌為將所得產(chǎn)物用丙酮和去離子水洗滌至濾液無色。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，其特征在于:步驟(2)中所述的干燥為在40-60°C真空干燥l_24h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種以環(huán)糊精為模板制備聚苯胺納米管的方法，包括(1)將苯胺與檸檬酸混合，然后加入去離子水，攪拌溶解后得混合溶液，加入α、β、γ-環(huán)糊精中的任意一種，攪拌后超聲；(2)在0-10℃恒溫水浴中，將過硫酸銨溶液迅速倒入步驟(1)所得的溶液中，快速攪拌后靜置反應(yīng)1-24h，最后洗滌、干燥，即得聚苯胺納米管。本發(fā)明分別以α、β、γ-環(huán)糊精為軟模板，可以得到合成孔形狀不同的聚苯胺納米管，制備方法簡單，后處理容易；本發(fā)明得到的合成孔形狀不同的聚苯胺納米管在抗靜電、防腐蝕涂料，電磁屏蔽材料，太陽能材料等眾多領(lǐng)域中有著巨大的應(yīng)用前景。
文檔編號C08G73/02GK103242524SQ20131018291
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月16日
發(fā)明者沈青, 顧洲杰, 陳旅飛, 蔣林海 申請人:東華大學(xué)