專利名稱：聚苯胺包覆納米TiO的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種有機-無機納米復合材料，特別涉及導電聚合物-無機納米復合材料的領域。
背景技術：
有機-無機納米復合材料由于能綜合無機物和有機物兩者優(yōu)異性能以及納米材料的特性，有機-無機納米復合材料在力學、電磁功能、生物工程等領域有非常重要的應用前景。但由于納米粒子的表面活性高，容易團聚，所以用傳統(tǒng)的共混方法很難實現(xiàn)有機物和無機物在納米尺度上的復合，得到有機-無機納米復合材料。
聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺等具有導電結(jié)構(gòu)的高聚物的納米微粉具有非常好的吸波性能。在導電聚合物中，聚苯胺因其具有較高的電導率，吸波透波性好，穩(wěn)定性好，原料便宜，而成為目前最有希望獲得實際應用的導電聚合物。將無機納米微粒和聚苯胺制成復合材料，其光電性能等與聚苯胺相比均有所改變。由于聚苯胺-無機復合納米粒子將有機組分和無機組分在納米級復合，不僅具有納米材料的表面效應、體積效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等性質(zhì)，而且將無機物的剛性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性與聚合物的韌性、加工性及介電性能糅合在一起，從而產(chǎn)生許多特異的性能。
發(fā)明專利申請公開說明書CN 1446855A和發(fā)明專利說明書CN 1096487C報道了導電聚苯胺/二氧化錳復合材料以及聚苯胺-Fe3O4復合材料的制備方法，但是本發(fā)明中氧化聚合生成聚苯胺的原料并非通常的苯胺單體，而是苯胺鹽酸。由于苯胺單體多為液態(tài)，毒性較大，易結(jié)晶，所以選用鹽酸苯胺晶體，對人體危害??；而且采用苯胺鹽酸不需要像液態(tài)苯胺單體需要減壓蒸餾、低溫保存，工藝比較簡單，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種聚苯胺包覆TiO2納米粒子和晶須及其相對簡便的制備方法。
本發(fā)明的聚苯胺包覆納米TiO2及聚苯胺包覆TiO2晶須各組分的重量份數(shù)為TiO2納米粒子或晶須100；苯胺鹽酸0.1～200；分散劑0.1～50；
分散介質(zhì)1000～20000；氧化劑與苯胺鹽酸的當量比為1∶1；①所述的分散劑為十二烷基苯磺酸鈉或聚乙二醇；②所述的分散介質(zhì)為0.2～1.0mol/L的鹽酸溶液；③所述的氧化劑為過硫酸銨。
本發(fā)明的TiO2納米粒子的平均粒徑在10～100nm。晶須的直徑為10～400nm，長為1～100μm。除TiO2納米粒子，還可以是ZnO、Co3O4、NiO、MoO2、WO3、SiC、Mn-Zn鐵氧體以及碳納米管等吸波改性劑；除TiO2晶須外，還可以是ZnO、SiC晶須。
本發(fā)明是通過加入分散劑對納米粒子和晶須進行表面處理，增強粒子或晶須在分散介質(zhì)中的分散性，并且通過高速均質(zhì)分散機的強剪切作用打開納米粒子的軟團聚，使得納米粒子更好的在分散介質(zhì)中分散，通過化學氧化原位聚合法在納米粒子或晶須表面成功包覆聚苯胺，提高納米粒子或晶須的吸波性能。
具體制備方法是用化學氧化原位聚合法在TiO2納米粒子或TiO2晶須表面包覆聚苯胺，具體制備步驟是，按重量份，將苯胺鹽酸加入到由TiO2納米粒子或TiO2晶須和分散劑以及分散介質(zhì)組成的溶液中，電動攪拌0.5～1小時，然后在15～25℃的常溫下，再滴加氧化劑的分散介質(zhì)溶液，繼續(xù)攪拌3～4小時，最后，抽濾，反復用無水乙醇以及稀鹽酸洗滌，除去雜質(zhì)并在60℃下真空干燥24小時，即制備出聚苯胺包覆TiO2納米粒子或聚苯胺包覆TiO2晶須。
本發(fā)明用于化學氧化聚合生成聚苯胺的原料是苯胺鹽酸晶體，而不是苯胺單體溶液。
本發(fā)明的TiO2納米粒子或TiO2晶須要經(jīng)過一定的表面處理，該表面處理的方法在十二烷基苯磺酸鈉或聚乙二醇按比例加入稀鹽酸中，攪拌均勻后添加TiO2納米粒子或晶須；該混合懸浮液首先用高速均質(zhì)分散機高速攪拌10min，然后再放入超聲波清洗機中超聲振蕩20min。
聚苯胺包覆TiO2納米粒子和晶須，使TiO2在紫外光區(qū)域出現(xiàn)了新的吸收峰，不僅吸收紫外光，還可以很好的吸收可見光和近紅外光。
本發(fā)明的優(yōu)點在于經(jīng)過表面處理的納米粒子或晶須可以很好的分散在分散介質(zhì)中，實現(xiàn)了有機物和無機物在納米尺度上的復合，而且聚苯胺包覆TiO2納米粒子和晶須的制備工藝也簡便易行。
四

無附圖五具體實施方式
下面通過實施例來說明本發(fā)明的
具體實施例方式實施例1將分散劑十二烷基苯磺酸鈉0.4g溶于400ml 0.2mol/L的鹽酸溶液中，然后加入TiO2納米粒子1g，并用高速分散均質(zhì)機高速攪拌10min左右，這時分散體系呈乳白色；繼續(xù)用超聲波清洗器進行超聲振蕩20min；然后加入1g苯胺鹽酸，這時乳白色的溶液稍微變灰；繼續(xù)攪拌20min后滴加50ml過硫酸銨的鹽酸溶液(將1.75g過硫酸銨溶于50ml稀鹽酸的溶液)，控制滴加時間為10min左右，這時溶液顏色開始由淺及深，逐漸變?yōu)樯钏{色；持續(xù)攪拌3～4小時，顏色由深藍—藍黑—藍綠—綠色；最后抽濾，并先反復用無水乙醇洗滌直到濾液澄清再用0.06mol/L鹽酸溶液反復洗滌3、4次；產(chǎn)物在真空干燥箱中60℃下干燥24小時，即得到聚苯胺包覆TiO2納米粒子。
實施例2同例1，其中分散劑為聚乙二醇2g，即得到聚苯胺包覆TiO2納米粒子實施例3同例1，其中TiO2納米粒子改為TiO2晶須，得到聚苯胺包覆TiO2晶須。
實施例4同例1，其中分散劑為聚乙二醇2g，TiO2納米粒子改為TiO2晶須，得到聚苯胺包覆TiO2晶須。
權利要求
1.一種聚苯胺包覆納米TiO2及聚苯胺包覆TiO2晶須，其特征在于其原料組分和重量份如下TiO2納米粒子或晶須 100苯胺鹽酸 0.1～200分散劑 0.1～50分散介質(zhì) 1000～20000氧化劑 與苯胺鹽酸的當量比為1∶1①所述的分散劑為十二烷基苯磺酸鈉或聚乙二醇；②所述的分散介質(zhì)為0.2～1.0mol/L的鹽酸溶液；③所述的氧化劑為過硫酸銨。
2.如權利要求1所述的聚苯胺包覆納米TiO2及聚苯胺包覆TiO2晶須，其特征在于納米粒子的平均粒徑在10～100nm，晶須的直徑為10～400nm，長1～100μm。
3.如權利要求1所述的聚苯胺包覆納米TiO2及聚苯胺包覆TiO2晶須，其特征在于所使用的納米粒子不僅是TiO2，還可以是ZnO、Co3O4、NiO、MoO2、WO3、SiC、Mn-Zn鐵氧體以及碳納米管等吸波改性劑；所使用的晶須不僅是TiO2，還可以是ZnO、SiC晶須。
4.如權利要求1所述的聚苯胺包覆納米TiO2及聚苯胺包覆TiO2晶須，其特征在于TiO2納米粒子和晶須是要經(jīng)過一定表面處理的在一定分散介質(zhì)加入一定量的分散劑，攪拌均勻后加入一定量TiO2高速均質(zhì)分散10min后繼續(xù)超聲分散20min。
5.一種聚苯胺包覆納米TiO2及聚苯胺包覆TiO2晶須的制備方法，其特征在于是用化學氧化原位聚合法合成的，即按下列步驟進行按重量份，將苯胺鹽酸加入到納米粒子或晶須和分散劑以及分散介質(zhì)組成的溶液中，電動攪拌0.5～1小時，然后在15～25℃的常溫下，再滴加氧化劑的分散介質(zhì)溶液，繼續(xù)攪拌3～4小時，最后，抽濾，反復用無水乙醇以及稀鹽酸洗滌，除去雜質(zhì)并在60℃下真空干燥24小時，即制備出聚苯胺包覆TiO2納米粒子或晶須。
6.如權利要求5所述的聚苯胺包覆TiO2納米粒子和晶須的制備方法，其特征在于用于化學氧化聚合生成聚苯胺的原料是苯胺鹽酸晶體，而不是苯胺單體溶液。
全文摘要
一種聚苯胺包覆納米TiO
文檔編號C09C1/36GK1821315SQ20061003796
公開日2006年8月23日 申請日期2006年1月24日 優(yōu)先權日2006年1月24日
發(fā)明者陶杰, 周慧 申請人:南京航空航天大學