一種聚2,3,5,6-四氟苯胺納米結構的制備方法
【專利摘要】本發明提供一種聚2,3,5,6-四氟苯胺納米結構的制備方法，包括以下步驟：配料：將2,6-二氟苯胺單體和模板劑加入去離子水中攪拌形成乳液，另取引發劑溶于另一盛有去離子水的燒杯中，再以兩秒每滴的速度加入之前配制的乳液中，混合液顏色逐漸變藍再變黑；恒溫反應；洗滌；干燥。本發明工藝簡單，成本低廉，合成材料的微觀形貌可通過模板劑控制，合成的納米結構的聚2,3,5,6-四氟苯胺可應用于防腐和微波吸收涂層、氣敏和生物傳感器、超級電容器、電催化等領域。
【專利說明】—種聚2, 3, 5, 6-四氟苯胺納米結構的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種四氟苯胺納米結構的制備方法，特別是涉及一種聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的制備方法，屬于材料化學【技術領域】。
【背景技術】
[0002]聚2，3，5，6-四氟苯胺是一種全氟取代聚苯胺衍生物，聚苯胺苯環骨架上的氫原子全部被氟原子取代，由于氟原子的強烈吸電子作用，聚2，3，5，6-四氟苯胺聚合物鏈的共軛長度較短，有很好的溶解性和環境穩定性，同時還具有較好的透明性，但氧化聚合也較為困難。
[0003]聚2，3，5，6-四氟苯胺的合成主要通過電化學聚合實現，Astratine等人用電化學聚合的方法合成聚2，3，5，6-四氟苯胺的多孔薄膜；NieSSen等人用電化學聚合的方法合成聚2，3，5，6-四氟苯胺的催化電極。Ligiero和Mirand用交叉偶聯得方法合成了聚2，3，5，6-四氟苯胺，但該方法合成路線復雜，條件苛刻，需要昂貴的催化劑，成本較高。聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的簡單化學氧化聚合目前尚無報道。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的制
備方法。[0005]一種聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)配料:將2，6-二氟苯胺單體和模板劑加入去離子水中攪拌形成乳液，另取引發劑溶于另一盛有去離子水的燒杯中，再以兩秒每滴的速度加入之前配制的乳液中，混合液顏色逐漸變藍再變黑；
(2)恒溫反應；
(3)洗漆；
(4)干燥。
所述的2，3，5，6-四氟苯胺單體在最后混合溶液中的濃度為0.05~0.25 mo I / L。
[0006]所述的模板劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、三氟乙酸、a-萘磺酸、b-萘磺酸中的一種，模板劑在最后混合溶液中的濃度為0.05~0.5 mo I / L。
[0007]所述的引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉、重鉻酸鉀、高錳酸鉀中的一種；加入引發劑的摩爾量是反應體系中2，3，5，6-四氟苯胺單體摩爾量的1.5~4倍。
[0008]所述恒溫反應為混合溶液25~60°C下持續攪拌48~72小時，保溫設備為能控溫的烘箱。
[0009]所述的洗滌為對于步驟(2)得到的納米粉體，用去離子水洗滌，洗滌后采用離心機沉淀或抽濾設備進行過濾，過濾產物重新在去離子水中分散，反復過濾直到濾液PH值為7。
[0010]所述的干燥為對于步驟(3)得到的納米粉體，放在50~70°C的烘箱中烘干。
[0011]本發明工藝簡單，成本低廉，合成材料的微觀形貌可通過模板劑控制。所得產物可應用于可應用于防腐和微波吸收涂層、氣敏和生物傳感器、超級電容器、電催化等領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為采用本發明實施例1合成聚2，3，5，6-四氟苯胺的的場發射掃描電鏡照片。
[0013]圖2為采用本發明實施例4合成聚2，3，5，6_四氟苯胺的的場發射掃描電鏡照片。
[0014]圖3為采用本發明實施例1合成聚2，3，5，6_四氟苯胺在10 ppm NH3氣體中的響
應曲線。
【具體實施方式】
[0015]實施例1:海膽狀聚2，3，5，6-四氟苯胺納米顆粒的合成。
[0016] 5 mmol 2, 3, 5, 6_四氟苯胺單體和5 mmol三氟乙酸加入50 mL去離子水中攪拌形成乳液。另取10 mmol過硫酸鉀溶于50 mL去離子水中并以兩秒每滴的速度加入之前配制的乳液中，混合液顏色逐漸變藍再變黑。混合溶液30°C下持續攪拌72小時，杯底有黑色沉淀生成。將生成產物用去離子水多次洗滌至中性，放入60°C烘箱中保溫8小時干燥，得到聚2，3，5，6-四氟苯胺。產率為22.3%。產物透射電鏡照片如圖1所示，產物為海膽狀結構，尺度約200~300納米，分支處直徑約30~40納米。將得到的粉體分散涂于六腳陶瓷管氣敏測試元件上，采用WS-30A型氣敏元件測試系統測試不同濃度下對NH3氣體的響應。圖3顯示在10 ppm NH3氣氛下有明顯的響應，10 ppm NH3氣體靈敏度達到為1.2。
[0017]實施例2、3:
重復實施例1，但分別用重鉻酸鉀和高錳酸鉀代替過硫酸銨，得到聚2，3，5，6-四氟苯胺納米線。產率分別為53.7%和61.5%。
[0018]實施例4:聚2，6- 二氟苯胺納米線的合成。
[0019]5 mmol 2，3，5，6_四氟苯胺單體和10 mmol b_萘磺酸加入50 mL去離子水中攪拌形成乳液。另取10 mmol過硫酸鉀溶于50 mL去離子水中并以兩秒每滴的速度加入之前配制的乳液中，混合液顏色逐漸變藍再變黑。混合溶液30°C下持續攪拌72小時，杯底有黑色沉淀生成。將生成產物用去離子水多次洗滌至中性，放入60°C烘箱中保溫8小時干燥，得到聚2，3，5，6-四氟苯胺。產率為37.7%。產物透射電鏡照片如圖2所示，產物為纏結在一起的納米線結構，直徑約70~150納米。該材料制備敏感元件在10 ppm NH3氣體靈敏度為 1.4。
[0020]實施例5:
重復實施例3，但在60°C下恒溫反應，得到聚2，3，5，6-四氟苯胺納米線。產率分別57.9%。
[0021]上述的對實施例的描述是為便于該【技術領域】的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其它實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，對于本發明做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)配料:將2，3，5，6-四氟苯胺單體和模板劑加入去離子水中攪拌形成乳液，另取引發劑溶于另一盛有去離子水的燒杯中，再以兩秒每滴的速度加入之前配制的乳液中，混合液顏色逐漸變藍再變黑； (2)恒溫反應； (3)洗漆； (4)干燥。
2.根據權利要求1所述一種聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的制備方法，其特征在于，所述的2，3，5，6-四氟苯胺單體在最后混合溶液中的濃度為0.05~0.25 mo I / L。
3.根據權利要求1所述一種聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的制備方法，其特征在于，所述的模板劑為十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、三氟乙酸、a-萘磺酸、b-萘磺酸中的一種，模板劑在最后混合溶液中的濃度為0.05~0.5 mo I / L。
4.根據權利要求1所述一種聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的制備方法，其特征在于，所述的引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉、重鉻酸鉀、高錳酸鉀中的一種；加入引發劑的摩爾量是反應體系中2，3，5，6-四氟苯胺單體摩爾量的1.5~4倍。
5.根據權利要求1所述一種聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的制備方法，其特征在于，所述恒溫反應為混合溶液25~60°C下持續攪拌48~72小時，保溫設備為能控溫的烘箱。
6.根據權利要求1所述一 種聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的制備方法，其特征在于，所述的洗滌為對于步驟(2)得到的納米粉體，用去離子水洗滌，洗滌后采用離心機沉淀或抽濾設備進行過濾，過濾產物重新在去離子水中分散，反復過濾直到濾液PH值為7。
7.根據權利要求1所述一種聚2，3，5，6-四氟苯胺納米結構的制備方法，其特征在于，所述的干燥為對于步驟(3)得到的納米粉體，放在50~70°C的烘箱中烘干。
【文檔編號】C08G73/02GK103539942SQ201310437645
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月24日 優先權日:2013年9月24日
【發明者】汪元元, 尹桂林, 李文英, 何丹農 申請人:上海納米技術及應用國家工程研究中心有限公司