專利名稱：一種微/納米聚苯胺的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電高分子材料的制備方法，具體的是采用液液快速混合法制備 微/納米聚苯胺。亦屬于超重力技術(shù)在反應(yīng)制備納米顆粒領(lǐng)域的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
聚苯胺是一種高分子材料，由于具有原料易得、合成工藝簡便、有較高的導(dǎo)電性和 潛在的溶液、熔融加工可能性和良好的環(huán)境穩(wěn)定性，在許多高新技術(shù)領(lǐng)域得到應(yīng)用，如以導(dǎo) 電聚苯胺作為基礎(chǔ)材料，用于金屬防腐涂料、充電電池、導(dǎo)電涂料和導(dǎo)電膜、電磁屏蔽、抗靜 電保護(hù)、電致發(fā)光材料、太陽能電池、傳感器器件、電化學(xué)和催化材料、隱身技術(shù)以及電致變 色等許多領(lǐng)域都已取得了重要進(jìn)展。近年來，納米導(dǎo)電聚苯胺材料成為導(dǎo)電聚合物材料的 又一重要的研究方向，與體相聚苯胺相比，納米聚苯胺特別是納米聚苯胺纖維集導(dǎo)電性和 納米材料功能性于一體，具有比表面積大、在水中分散性好、成膜性好、易于與金屬等納米 顆粒復(fù)合等特點，不僅大大提高了體相聚苯胺的加工性能和應(yīng)用性能，而且還擴展了聚苯 胺的應(yīng)用領(lǐng)域，具有廣泛的應(yīng)用前景。目前常用的體相聚苯胺合成方法有化學(xué)氧化合成與電化學(xué)合成兩大類。電化學(xué)法 消耗大量電能，且對電解液要求較高，只適用于合成小批量產(chǎn)品，不宜于規(guī)模化?；瘜W(xué)氧化 合成法研究較多的主要是溶液聚合和乳液聚合。雖然乳液聚合有諸多優(yōu)點，如聚合速率高、 產(chǎn)物分子量高以及產(chǎn)物粒徑均勻等，但乳液聚合法需加入較多的表面活性劑和有機溶劑， 環(huán)保性差，產(chǎn)品后處理繁瑣。采用溶液化學(xué)氧化法制備納米聚苯胺的方法主要分為模板法 和無模板法。模板法具有產(chǎn)品尺寸與可控性好、容易實現(xiàn)納米結(jié)構(gòu)有序排列等優(yōu)點，但過程 成本高，模板的使用使得制備過程變得相對繁瑣復(fù)雜，模板的清除不但增加了反應(yīng)步驟也 會對產(chǎn)物的形貌和結(jié)構(gòu)造成一定的破壞。無模板法主要包括輻射法、超聲法、液液快速混合 法、界面聚合法以及膠束自組裝法等。超聲法制備如中國專利“一種制備粒徑可控制的導(dǎo)電 聚苯胺鹽的方法”(申請?zhí)?0071001 — +9349. X，公開號CN101020748A)，制得的聚苯胺粒 子粒徑較大，這會導(dǎo)致聚苯胺的導(dǎo)電性能的下降，而且制備過程中要使用能耗較高的超聲 發(fā)射設(shè)備，過高的能耗不適于大規(guī)模生產(chǎn)。界面聚合法制備納米聚苯胺，得到的纖維狀聚苯 胺粒徑偏大且分布不均勻，而且反應(yīng)中要使用大量有毒的苯、甲苯等有機溶劑。液液快速混 合法是近年來出現(xiàn)的一種合成納米聚苯胺的新方法。該法屬于溶液化學(xué)氧化聚合反應(yīng)，不 需要使用模板劑和表面活性劑，具體的實施工藝是將單體和氧化劑分別溶于摻雜酸水溶液 中，配制單體溶液和氧化劑溶液，將兩種溶液傾入同一容器中，使用攪拌槳、磁力攪拌器快 速攪拌混合，并控制在聚合反應(yīng)誘導(dǎo)期結(jié)束之前停止攪拌，以得到纖維結(jié)構(gòu)的納米聚苯胺。 該法合成工藝簡便，所得產(chǎn)品后處理亦沒有其他方法那樣繁瑣。但該法要求在反應(yīng)誘導(dǎo)期 結(jié)束之前完成單體和氧化劑的充分均勻混合，才能達(dá)到制備納米聚苯胺所需要的均相成核 條件，而常規(guī)攪拌釜難以完成如此高的混合要求。因此使用常規(guī)的攪拌釜進(jìn)行液液快速混 合制備納米聚苯胺的放大過程存在十分明顯的放大效應(yīng)，常?；旌喜痪鶆?qū)е戮郾桨吩谠?期生成的納米纖維上進(jìn)行大量的“二次生長”，最終形成嚴(yán)重團(tuán)聚的大的聚苯胺顆粒，無法工業(yè)化制備納米聚苯胺。而且液液快速混合反應(yīng)法反應(yīng)單體濃度不能過高，在單體濃度大 于0. 4mol/L的濃溶液中，亦很難實現(xiàn)在聚合誘導(dǎo)期結(jié)束之前充分混合以達(dá)到均相成核條 件，聚合產(chǎn)物則產(chǎn)生不規(guī)則的大顆粒和團(tuán)聚體(李瑜，鄭建龍，井新利.化學(xué)氧化聚合制備 微/納米結(jié)構(gòu)聚苯胺研究進(jìn)展[J].化工新型材料，2009，37 (11) :18-21，因此用常規(guī)的攪拌 反應(yīng)方法，不能一次反應(yīng)獲得較大處理量的納米聚苯胺，影響該方法的工業(yè)化推廣，目前納 米聚苯胺只能在實驗室用液液快速混合法小量合成?，F(xiàn)有的納米聚苯胺生產(chǎn)技術(shù)中，大多 仍使用模板劑和表面活性劑以大范圍獲得形貌均勻的納米聚苯胺。超重力反應(yīng)器是近年來開發(fā)的一種可用于強化反應(yīng)過程的反應(yīng)器，已經(jīng)成功的被 開發(fā)應(yīng)用于多種反應(yīng)過程來制備納米材料，具有反應(yīng)速度快，合成的顆粒粒度小且均勻，易 于工業(yè)化等特點，如中國專利“超微顆粒的制備方法”(申請?zhí)?5105344. 2)及“超細(xì)碳 酸鈣的制備方法”(專利號=95105343. 4)等系列專利提出用超重力旋轉(zhuǎn)床裝置進(jìn)行納米 顆粒的化學(xué)合成，把超重力技術(shù)應(yīng)用于沉淀反應(yīng)體系，一步反應(yīng)制備出納米顆粒，并實現(xiàn)工 業(yè)化生產(chǎn)納米顆粒。此外中國專利“高堿值磺酸鈣潤滑油清凈劑的制備方法”，(專利號CN 1271183C)和“超細(xì)氫氧化鋁的制備方法”，(申請?zhí)?00510032296. 6)將超重力技術(shù)成功的 應(yīng)用于中和反應(yīng)、碳酸化、轉(zhuǎn)相等較復(fù)雜的反應(yīng)過程，制備出高堿值磺酸鈣清凈劑、納米氫 氧化鋁等微/納顆粒。上述專利證明超重力技術(shù)改變了諸多化學(xué)反應(yīng)過程傳統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng) 工藝，顯現(xiàn)出突出的效果。而采用超重力技術(shù)應(yīng)用于溶液化學(xué)氧化聚合反應(yīng)，實現(xiàn)液液快速 混合法制備納米聚苯胺尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對液液快速混合制備納米聚苯胺存在的技術(shù)問題，利用超重力反應(yīng)器實 現(xiàn)溶液快速微觀混合，可以在該反應(yīng)誘導(dǎo)期結(jié)束之前完成單體和氧化劑的充分均勻混合， 達(dá)到制備納米聚苯胺所需要的均相成核條件，從而實現(xiàn)在濃溶液(單體濃度大于0. 4mol/ L)中規(guī)?；苽浼{米聚苯胺，從而提供一種適于工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，方法簡單易控的的微/ 納米聚苯胺的制備方法。本發(fā)明提供的微/納米聚苯胺的制備方法，將苯胺溶液與氧化劑溶液通入超重力 反應(yīng)器中，在超重力作用下，溶液快速混合進(jìn)行化學(xué)氧化反應(yīng)，反應(yīng)溶液中苯胺單體濃度為 0. lmol/L至l.Omol/L，苯胺單體與氧化劑的摩爾比為1 1至8 1，反應(yīng)溫度保持0°C至 800C，反應(yīng)時間為25min至120min，反應(yīng)時控制反應(yīng)器的超重力水平為0. 33g到830g，反應(yīng) 產(chǎn)物經(jīng)陳化、分離、過濾、洗滌和干燥等后處理工序得到微/納米聚苯胺。本發(fā)明所述的苯胺單體溶液和氧化劑溶液按照通常的配置方法，將苯胺、氧化劑 分別溶解于摻雜酸水溶液中得到苯胺單體溶液、氧化劑溶液，其中所述的氧化劑包括過硫酸鹽、過氧化物、重鉻酸鹽、次氯酸鹽、高錳酸鹽、碘酸鹽或 它們的混合物，優(yōu)選過硫酸鹽、過氧化物、次氯酸鹽或它們的混合物，更優(yōu)選過硫酸銨、雙氧 水、次氯酸鈉或它們的混合物；所述的摻雜酸為本領(lǐng)域常用的無機酸和有機酸，優(yōu)選鹽酸、硫酸、硝酸、高氯酸、磷 酸、醋酸或甲酸中的一種或幾種混合物，更優(yōu)選鹽酸、硫酸或高氯酸中的一種或幾種混合 物。用摻雜酸水溶液配置單體溶液和氧化劑溶液，酸在化學(xué)氧化聚合反應(yīng)過程中參與反應(yīng)， 其中質(zhì)子結(jié)合到高聚物鏈上，使聚合物分子鏈帶正電，為維持分子鏈的電中性，酸根作為對陰離子結(jié)合到本征態(tài)聚苯胺分子鏈中的亞氨基上，以得到摻雜態(tài)聚苯胺。使用的摻雜酸濃度以單位體積酸溶液中該酸分子的摩爾量計，在0.5mol/L至 3. Omol/L范圍。優(yōu)選的無機酸為lmol/L的鹽酸，優(yōu)選的有機酸為lmol/L的甲酸或醋酸。本發(fā)明所述的苯胺單體溶液和氧化劑溶液，可以先預(yù)混，然后加入超重力反應(yīng)器 中快速混合反應(yīng)，也可以分別泵入超重力反應(yīng)器中，并在反應(yīng)器中碰撞混合反應(yīng)。本發(fā)明所述的超重力反應(yīng)器是已經(jīng)公開的超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，包括填料床、折 流式、螺旋通道等形式的超重力旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器(參考申請?zhí)?1109255. 2,91111028. 3、 01268009. 5,200520100685. 3,02114174. 6 和 200510032296. 6)，優(yōu)選超重力旋轉(zhuǎn)填料床。本發(fā)明所述的超重力水平是指超重力旋轉(zhuǎn)床裝置中轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心加速度 的大小，通常用重力加速度g的倍數(shù)表示，主要和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子的內(nèi)外徑有關(guān)。超重力 水平&可以用下式表示式中η為轉(zhuǎn)子每分鐘的轉(zhuǎn)速!^、巧分別為轉(zhuǎn)子的內(nèi)、外徑本發(fā)明的超重力水平根據(jù)化學(xué)氧化聚合反應(yīng)過程的需要控制在一定范圍，以保證 反應(yīng)誘導(dǎo)期結(jié)束之前完成單體和氧化劑的充分均勻混合，從而達(dá)到制備納米聚苯胺所需要 的均相成核條件，超重力水平過低無法實現(xiàn)反應(yīng)物的充分混合，而達(dá)到一定的超重力水平 之后，超重力水平的提高對反應(yīng)亦已無太大影響。本發(fā)明實驗結(jié)果是在限定的范圍內(nèi)超重 力水平越高，就會在越短的時間內(nèi)達(dá)到越理想的均相成核條件，得到形貌均勻的納米聚苯 胺，超重力水平優(yōu)選33g到206g。本發(fā)明的反應(yīng)溶液中單體濃度在一定范圍，單體濃度低，雖產(chǎn)物形貌均勻，但產(chǎn)量 太少；若濃度過高，易產(chǎn)生暴聚，導(dǎo)致不能在誘導(dǎo)期結(jié)束之前達(dá)到均相成核的條件，無法得 到形貌均勻的納米聚苯胺。本發(fā)明反應(yīng)溶液中單體濃度優(yōu)選為0. 8mol/L。本發(fā)明的反應(yīng)溶液中單體與氧化劑的摩爾比值在1 1至8 1范圍調(diào)節(jié)。該比 值若過小，則聚合速度慢反應(yīng)時間長，且產(chǎn)品產(chǎn)量低；若過大會出現(xiàn)過度氧化，導(dǎo)致產(chǎn)物導(dǎo) 電性能變差，而且反應(yīng)混合物料粘稠，難于處理。本發(fā)明所述的反應(yīng)溫度保持在0°C至80°C范圍，優(yōu)選40°C。反應(yīng)溫度過低單體聚 合速度慢，不利于形成形貌均勻的纖維狀納米聚苯胺；高溫時聚合速度快，可迅速反應(yīng)完全 迅速達(dá)到均相成核條件，利用與形成形貌相對均勻的纖維狀納米聚苯胺；但若溫度過高，聚 合反應(yīng)速度加快，聚合誘導(dǎo)期縮短，導(dǎo)致無法在誘導(dǎo)期結(jié)束之前達(dá)到均相成核的條件，無法 得到形貌均勻的納米聚苯胺。本發(fā)明所述的分離、過濾、洗滌和干燥等后處理工序為常規(guī)的處理方法。本發(fā)明制備的微/納米聚苯胺為纖維狀或顆粒狀不同形貌納米聚苯胺。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明把超重力技術(shù)應(yīng)用于化學(xué)氧化聚合反應(yīng)過程制備微/ 納米聚苯胺，利用超重力反應(yīng)器高度強化微觀混合能力并控制相應(yīng)的工藝條件，達(dá)到常規(guī) 釜式反應(yīng)器無法達(dá)到的液液快速混合的要求，使得在反應(yīng)溶液單體濃度較高、反應(yīng)溫度較 高、反應(yīng)規(guī)模大的條件下，物料仍能在聚合反應(yīng)誘導(dǎo)期結(jié)束之前完成快速微觀均勻混合，達(dá)到聚合制備納米聚苯胺所需要的均相成核條件，且工藝容易控制，放大效應(yīng)影響不明顯，進(jìn) 而實現(xiàn)在無模板劑和表面活性劑的條件下，通過液液快速混合法工業(yè)化規(guī)模制備不同形貌 的納米聚苯胺。本發(fā)明的方法工藝簡便，效率高，易于規(guī)模放大。


圖1是本發(fā)明一個實施方案的簡化反應(yīng)工藝的示意圖。圖2是本發(fā)明不同條件下所制備的微/納米聚苯胺的掃描電鏡照片。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。本發(fā)明可以采用間歇反應(yīng)操作方式，即將苯胺單體溶液和氧化劑溶液經(jīng)過超重 力反應(yīng)器快速混合，然后靜置陳化完成化學(xué)氧化聚合反應(yīng)過程，反應(yīng)物料經(jīng)過后處理工藝 得到微/納米聚苯胺。本發(fā)明也可以根據(jù)反應(yīng)需要，采用循環(huán)反應(yīng)操作方式，將苯胺單體溶 液和氧化劑溶液經(jīng)過在超重力反應(yīng)器中反復(fù)循環(huán)，完成溶液化學(xué)氧化聚合反應(yīng)過程，然后 經(jīng)過后處理工藝得到微/納米聚苯胺。通過如圖1所示的一種實施工藝對本發(fā)明的實施方式進(jìn)一步說明將按需要配制好的苯胺單體溶液和氧化劑溶液分別加入儲罐1和儲罐5中，反應(yīng) 過程中單體溶液通過泵2、閥門3、流量計4輸送至旋轉(zhuǎn)床，氧化劑溶液通過泵6、閥門7、流 量計8輸送至超重力旋轉(zhuǎn)填料床反應(yīng)器9。啟動旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器9后，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中，將 兩路原料經(jīng)過液體分布器預(yù)混后，噴向填料層12的內(nèi)緣，在離心力的作用下由內(nèi)緣向外緣 流動，在填料層12中，單體和氧化劑進(jìn)行充分的微觀混合，反應(yīng)混合液體經(jīng)過排料口進(jìn)入 陳化釜10中繼續(xù)進(jìn)行溶液化學(xué)氧化聚合反應(yīng)，然后對反應(yīng)物料后處理，間歇操作制備微/ 納米聚苯胺。上述工藝中，也可以根據(jù)反應(yīng)的需要，將陳化釜中的混合物料經(jīng)泵、閥門、流量計， 再次輸送到旋轉(zhuǎn)床中，反復(fù)循環(huán)至需要的反應(yīng)時間，然后停止反應(yīng)，進(jìn)行后處理工藝，制備 出所需的微/納米聚苯胺。本發(fā)明旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器優(yōu)選超重力旋轉(zhuǎn)填料床，填料層12中的填料包括，但 不限于金屬材料和非金屬材料的絲網(wǎng)、多孔板、波紋板、泡沫材料或規(guī)整填料。在本發(fā)明的制備微/納米聚苯胺的方法中，超重力反應(yīng)器的超重力水平為0.33g 至約830g，優(yōu)選33g至206g。實施例以下是本發(fā)明制備微/納米聚苯胺的非限定性實例。本發(fā)明還應(yīng)包括，在不背離 本發(fā)明范圍的條件下本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠進(jìn)行的各種改變。實施例1 如圖1所示按計量，取18. 6克苯胺，溶解于IOOOmL鹽酸中，制得苯胺 單體溶液；稱取11. 4克過硫酸銨(APS)，溶解于IOOOmL鹽酸中，制得氧化劑溶液。所用的 鹽酸中HCl濃度均為lmol/L，將配制好的單體溶液和氧化劑溶液分別加入到儲罐1和5中， 啟動泵，將兩股原料泵到旋轉(zhuǎn)床入口，在液體分布器預(yù)混后噴到填料層12內(nèi)緣，其中調(diào)節(jié) 反應(yīng)器超重力水平為33g，反應(yīng)溫度為室溫(25°C)，單體與氧化劑的摩爾比為4 1?；旌?物料通過旋轉(zhuǎn)床后，經(jīng)出料口進(jìn)入陳化釜10(未開啟攪拌)中，靜置陳化25分鐘。陳化結(jié)束后，經(jīng)陳化釜收集產(chǎn)品料液，經(jīng)過濾、洗滌、干燥得到納米聚苯胺產(chǎn)品。所得納米聚苯胺產(chǎn) 品，經(jīng)掃描電鏡分析，如圖2(a)，為纖維狀，直徑約30 50nm，長度400納米左右。實施例2 除下述變化外，其余過程同實施例1。超重力水平選為0. 33g，陳化時間 為120分鐘，制得聚苯胺產(chǎn)品為納米纖維結(jié)構(gòu)直徑約50 80nm，長度300納米左右。實施例3 除下述變化外，其余過程同實施例1。超重力水平選為830g，反應(yīng)溫度 為40°C，制得聚苯胺產(chǎn)品為納米纖維結(jié)構(gòu)直徑約20 40nm，長度600納米左右。實施例4 除下述變化外，其余過程同實施例1。苯胺用量為149克，APS用量為 81.8克，分別配制成單體溶液(濃度0.8!1101/1)和氧化劑溶液。反應(yīng)溫度調(diào)節(jié)為60°C。所 的產(chǎn)品為纖維結(jié)構(gòu)的納米聚苯胺，如圖2(b)。實施例5 除下述變化外，其余過程同實施例1。苯胺用量為186. 2克，APS用量為 57. 1克，分別配制成單體溶液(濃度l.Omol/L)和氧化劑溶液，單體與氧化劑的摩爾比為 8 1。反應(yīng)溫度調(diào)節(jié)為80°C，超重力水平選為830g，得到的產(chǎn)品經(jīng)掃描電鏡分析為纖維狀 納米聚苯胺，如圖2(c)。實施例6 除下述變化外，其余同實施例1。反應(yīng)在冰水浴中進(jìn)行(0 5°C )，得到 的產(chǎn)品經(jīng)掃描電鏡分析為纖維狀納米聚苯胺，納米纖維結(jié)構(gòu)直徑約70-90nm，長度500納米
左右ο實施例7 除下述變化外，其余同實施例1。氧化劑次氯酸鈉用量為11. 4克，即單 體與氧化劑的摩爾比為4 1，反應(yīng)得到產(chǎn)品為纖維結(jié)構(gòu)納米聚苯胺。直徑約20 40nm， 長度400納米左右。實施例8 除下述變化外，其余同實施例1。氧化劑雙氧水用量為45. 6克，即單體 與氧化劑的摩爾比為1 1，反應(yīng)得到產(chǎn)品為纖維結(jié)構(gòu)納米聚苯胺。納米纖維結(jié)構(gòu)直徑約 70-90nm，長度500納米左右。實施例9 除下述變化外，其余同實施例1。配制單體溶液和氧化劑溶液所用的鹽 酸中HCl濃度均為3mol/L。制得聚苯胺產(chǎn)品為納米纖維結(jié)構(gòu)。納米纖維結(jié)構(gòu)直徑約lOOnm， 長度500納米左右。實施例10 除下述變化外，其余同實施例1。所用摻雜酸溶液為lmol/L的硫酸溶 液，制得聚苯胺產(chǎn)品為納米纖維結(jié)構(gòu)。直徑約40 60nm，長度400納米左右實施例11 除下述變化外，其余同實施例1。所用摻雜酸溶液為2mol/L的醋酸溶 液，制得聚苯胺產(chǎn)品為納米纖維結(jié)構(gòu)。直徑約40 60nm，長度400納米實施例12 本實施例為連續(xù)循環(huán)反應(yīng)制備納米聚苯胺的方法，參見圖1的工藝流 程，按實施例1的配置方法，用的濃度為lmol/L的鹽酸水溶液分別配制單體溶液和氧化劑 溶液，單體溶液和氧化劑溶液濃度分別為lmol/L的苯胺和過硫酸銨，使將配制好的單體溶 液和氧化劑溶液分別加入到儲罐1和5中，啟動泵，將兩股原料泵到旋轉(zhuǎn)床入口，預(yù)混后噴 到填料層12上，混合物料通過旋轉(zhuǎn)床后，經(jīng)出料口進(jìn)入已經(jīng)開啟攪拌的陳化釜10中。原料 進(jìn)料完畢后，開啟泵和閥門，將混合物料再次泵入旋轉(zhuǎn)床，如此不斷循環(huán)。15min后，停止反 應(yīng)，從陳化釜排料口 11放出產(chǎn)品料液，經(jīng)常規(guī)后處理得到聚苯胺產(chǎn)品。其中，反應(yīng)溫度為 20°C。經(jīng)掃描電鏡分析，所得產(chǎn)品為粒徑小于IOOnm的顆粒狀納米聚苯胺，如圖2 (d)。實施例13 除下述變化外，其余同實施例12。反應(yīng)溫度為40°C，循環(huán)時間為10分 鐘，經(jīng)掃描電鏡分析，所得產(chǎn)品為不規(guī)則形狀聚苯胺顆粒，如圖2(e)和圖2(f)。
權(quán)利要求
1.一種微/納米聚苯胺的制備方法，其特征在于，將苯胺單體的溶液與氧化劑溶液通 入超重力反應(yīng)器，在超重力的作用下，溶液混合進(jìn)行化學(xué)氧化聚合反應(yīng)，反應(yīng)溶液中苯胺單 體濃度為0. lmol/L至l.Omol/L，苯胺單體與氧化劑的摩爾比為1 1至8 1，反應(yīng)溫度 保持0°C至80°C，反應(yīng)時間為25min至120min，反應(yīng)時控制反應(yīng)器的超重力水平為0. 33g到 830g，反應(yīng)物料經(jīng)陳化、分離、過濾、洗滌和干燥后處理工序得到微/納米聚苯胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，苯胺單體溶液和氧化劑溶液是將苯 胺單體、氧化劑分別溶解于摻雜酸水溶液中，其中所述的摻雜酸為鹽酸、硫酸、硝酸、高氯 酸、磷酸、醋酸或甲酸中的一種或幾種混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，使用的摻雜酸以單位體積酸溶液中 該酸分子的摩爾量計，濃度在0. 5mol/L至3. Omol/L范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，使用的氧化劑為過硫酸銨、雙氧水或 次氯酸鈉中的一種或幾種混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，反應(yīng)器的超重力水平控制在33g到 206g范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，反應(yīng)溶液中單體濃度為0.8mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，苯胺單體的溶液與氧化劑溶液一次 通入超重力反應(yīng)器混合反應(yīng)，然后經(jīng)陳化及后處理工藝，得到微/納米聚苯胺。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，苯胺單體的溶液與氧化劑溶液循環(huán) 通入超重力反應(yīng)器混合反應(yīng)，然后經(jīng)陳化及后處理工藝，得到微/納米聚苯胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種微/納米聚苯胺的制備方法，將苯胺單體的溶液與氧化劑溶液通入超重力反應(yīng)器，在超重力條件下，溶液快速混合進(jìn)行化學(xué)氧化反應(yīng)，反應(yīng)溶液中苯胺單體濃度為0.1mol/L至1.0mol/L，苯胺單體與氧化劑的摩爾比為1∶1至8∶1，反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間分別為0℃至80℃、25min至120min，控制反應(yīng)器的超重力水平在0.33g到830g，經(jīng)陳化、分離、過濾、洗滌和干燥后處理工序得到微/納米聚苯胺。本發(fā)明可以對反應(yīng)單體濃度較高的溶液實現(xiàn)快速微觀均勻混合，從而在無模板試劑和表面活性劑的條件下，通過溶液化學(xué)氧化合成得到不同形貌的聚苯胺納米，工藝簡便，易于規(guī)模放大，實現(xiàn)了液液快速混合法工業(yè)化規(guī)模制備微/納米聚苯胺。
文檔編號C08G73/02GK102127223SQ201010034110
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者呂新偉, 毋偉, 陳建峰 申請人:北京化工大學(xué)