一種親水性聚苯胺納米纖維膜的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于納米纖維材料制作技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種親水性聚苯胺納米纖維膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在眾多導(dǎo)電聚合物材料中，聚苯胺因原料易得、制備過程簡單、易于得到不同形貌的納米級產(chǎn)物，并且其摻雜及解摻雜過程可逆、導(dǎo)電性能良好、電化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和環(huán)境穩(wěn)定性好等一系列的優(yōu)點，成為目前最受關(guān)注的導(dǎo)電聚合物之一。納米結(jié)構(gòu)的聚苯胺由于同時具有納米結(jié)構(gòu)材料和導(dǎo)電聚合物的獨特性質(zhì)，在分子器件、催化、分離、藥物釋放、能量存儲、微波吸收和傳感器等領(lǐng)域均有潛在的用途。
[0003]傳統(tǒng)的化學(xué)氧化聚合法等都可以用于制備納米結(jié)構(gòu)聚苯胺。通過傳統(tǒng)化學(xué)氧化法制備的納米結(jié)構(gòu)聚苯胺的可加工性能較差；界面聚合法雖然能夠形成形貌良好的聚苯胺納米纖維，但由于需要引入有機(jī)溶劑，這些有機(jī)溶劑會對人類的健康和生存環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的危害；模板法的后處理過程復(fù)雜，且聚合產(chǎn)物的形貌、尺寸可控性差，產(chǎn)率低。因此，為了更好地適應(yīng)對聚苯胺材料的需求，提供更能迎合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的納米結(jié)構(gòu)的制備新方法，對于可大規(guī)模生產(chǎn)聚苯胺納米結(jié)構(gòu)的制備方法的研究迫在眉睫。
[0004]V2O5是一種重要的無機(jī)材料，在鋰離子電池的陰極材料、電致顯色、化學(xué)傳感器等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。V2O5在加熱下容易分解為氧和四氧化二釩，是一種強氧化劑，易被還原成各種低價氧化物；v2o5也是一種重要的催化劑，用于無機(jī)和有機(jī)催化反應(yīng)中。
[0005]大量研究證明，提高過濾膜的親水性可以改善膜污染問題。通過靜電紡絲可以制備得到直徑在數(shù)百納米至I?2微米的纖維構(gòu)成的多孔膜，但是其親水性和力學(xué)性能均較差。目前提高靜電紡纖維膜力學(xué)性能的方法主要有加熱法和復(fù)合增強法，但是加熱法獲得的靜電紡纖維層間粘結(jié)力不夠，易產(chǎn)生分層現(xiàn)象，而復(fù)合增強法在靜電紡纖維膜和增強支撐材料之間也易產(chǎn)生粘結(jié)不牢現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種親水性聚苯胺納米纖維膜的制備方法，
本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種親水性聚苯胺納米纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)配氧化液:在去離子水中加入硝酸，配制成濃度為1.2-1.4mol/L的硝酸溶液，然后加入8-10g/L的五氧化二鑰;粉體,攪拌25-30min ；
(2)制本征態(tài)的聚苯胺:苯胺和上述制得的氧化液按照摩爾比為1:20混合，溶于濃度為0.06-0.08mol/l鹽溶液中，控制溫度65_68°C充分反應(yīng)；
(3)制聚苯胺納米纖維:向上述溶液中加入濃度為0.3-0.5mol/l的氨水溶液，反應(yīng)3-4h，將產(chǎn)物分離出來；
(4)熱處理:在室溫下控制功率40-50W，壓強18-22Pa，進(jìn)行氧氣等離子體處理5_6min ；
(5)制聚苯胺納米纖維膜:向上述處理的溶液中加入含有0.2mol/L殼聚糖粉末的乙酸溶液，將其倒入聚乙烯皿中真空干燥成膜，然后置于流動的水中浸泡8-12h，真空干燥即可。
[0007]所述的鹽溶液為濃度為20%的氯化鈣或硝酸鈣溶液。
[0008]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明利用全液相法二次摻雜合成了形貌良好的聚苯胺納米纖維，所得產(chǎn)物的產(chǎn)率可達(dá)146%，溶解率最高可達(dá)62%，電導(dǎo)率最高達(dá)到3.4S/cm，其制作方法簡單易行，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0009]2、五氧化二釩粉體的加入使纖維膜具有強的氧化還原能力，具有大的比表面積，較強的吸附能力，提高了其性能。
[0010]3、等離子體對纖維膜的氧化作用改善其表面疏水性，殼聚糖作為一種天然的親水性物質(zhì)，提高了膜的親水性。
【具體實施方式】
[0011]實施例1
一種親水性聚苯胺納米纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)配氧化液:在去離子水中加入硝酸，配制成濃度為1.2mol/L的硝酸溶液，然后加入8g/L的五氧化二f凡粉體,攪拌25min ；
(2)制本征態(tài)的聚苯胺:苯胺和上述制得的氧化液按照摩爾比為1:20混合，溶于濃度為0.06mol/l濃度為20%的氯化鈣或硝酸鈣溶液中，控制溫度65°C充分反應(yīng)；
(3)制聚苯胺納米纖維:向上述溶液中加入濃度為0.3mol/l的氨水溶液，反應(yīng)4h，將產(chǎn)物分離出來；
(4)熱處理:在室溫下控制功率40W，壓強18Pa，進(jìn)行氧氣等離子體處理6min；
(5)制聚苯胺納米纖維膜:向上述處理的溶液中加入含有0.2mol/L殼聚糖粉末的乙酸溶液，將其倒入聚乙烯皿中真空干燥成膜，然后置于流動的水中浸泡8h，真空干燥即可。
[0012]實施例2
一種親水性聚苯胺納米纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)配氧化液:在去離子水中加入硝酸，配制成濃度為1.3mol/L的硝酸溶液，然后加入9g/L的五氧化二f凡粉體,攪拌28min ；
(2)制本征態(tài)的聚苯胺:苯胺和上述制得的氧化液按照摩爾比為1:20混合，溶于濃度為0.07mol/l濃度為20%的氯化鈣或硝酸鈣溶液中，控制溫度68°C充分反應(yīng)；
(3)制聚苯胺納米纖維:向上述溶液中加入濃度為0.4mol/l的氨水溶液，反應(yīng)3-4h，將產(chǎn)物分離出來；
(4)熱處理:在室溫下控制功率45W，壓強20Pa，進(jìn)行氧氣等離子體處理6min；
(5)制聚苯胺納米纖維膜:向上述處理的溶液中加入含有0.2mol/L殼聚糖粉末的乙酸溶液，將其倒入聚乙烯皿中真空干燥成膜，然后置于流動的水中浸泡10h，真空干燥即可。
[0013]實施例3
一種親水性聚苯胺納米纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(I)配氧化液:在去離子水中加入硝酸，配制成濃度為1.4mol/L的硝酸溶液，然后加入lOg/L的五氧化二鑰;粉體,攪拌30min ；
(2)制本征態(tài)的聚苯胺:苯胺和上述制得的氧化液按照摩爾比為1:20混合，溶于濃度為0.08mol/l濃度為20%的氯化鈣或硝酸鈣溶液中，控制溫度68°C充分反應(yīng)；
(3)制聚苯胺納米纖維:向上述溶液中加入濃度為0.5mol/l的氨水溶液，反應(yīng)3h，將產(chǎn)物分離出來；
(4)熱處理:在室溫下控制功率50W，壓強22Pa，進(jìn)行氧氣等離子體處理5min；
(5)制聚苯胺納米纖維膜:向上述處理的溶液中加入含有0.2mol/L殼聚糖粉末的乙酸溶液，將其倒入聚乙烯皿中真空干燥成膜，然后置于流動的水中浸泡12h，真空干燥即可。
【主權(quán)項】
1.一種親水性聚苯胺納米纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)配氧化液:在去離子水中加入硝酸，配制成濃度為1.2-1.4mol/L的硝酸溶液，然后加入8-10g/L的五氧化二鑰;粉體,攪拌25-30min ； (2)制本征態(tài)的聚苯胺:苯胺和上述制得的氧化液按照摩爾比為1:20混合，溶于濃度為0.06-0.08mol/l鹽溶液中，控制溫度65_68°C充分反應(yīng)； (3)制聚苯胺納米纖維:向上述溶液中加入濃度為0.3-0.5mol/l的氨水溶液，反應(yīng)3-4h，將產(chǎn)物分離出來； (4)熱處理:在室溫下控制功率40-50W，壓強18-22Pa，進(jìn)行氧氣等離子體處理5_6min ； (5)制聚苯胺納米纖維膜:向上述處理的溶液中加入含有0.2mol/L殼聚糖粉末的乙酸溶液，將其倒入聚乙烯皿中真空干燥成膜，然后置于流動的水中浸泡8-12h，真空干燥即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種親水性聚苯胺納米纖維的制備方法，其特征在于，所述的鹽溶液為濃度為20%的氯化鈣或硝酸鈣溶液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種親水性聚苯胺納米纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：（1）配氧化液；（2）制本征態(tài)的聚苯胺；（3）制聚苯胺納米纖維；（4）熱處理；（5）制聚苯胺納米纖維膜。本發(fā)明利用全液相法二次摻雜合成了形貌良好的聚苯胺納米纖維，所得產(chǎn)物的產(chǎn)率可達(dá)146%，溶解率最高可達(dá)62%，電導(dǎo)率最高達(dá)到3.4S/cm，其制作方法簡單易行，五氧化二釩粉體的加入使纖維膜具有強的氧化還原能力，具有大的比表面積，較強的吸附能力，等離子體對纖維膜的氧化作用改善其表面疏水性，殼聚糖作為一種天然的親水性物質(zhì)，提高了膜的親水性。
【IPC分類】D06M10-06, D01F6-94, C08L79-02, C08G73-02, C08L5-08
【公開號】CN104817842
【申請?zhí)枴緾N201410207801
【發(fā)明人】劉澤華
【申請人】劉澤華
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2014年5月17日