[发明专利]一种纳米银溶胶和聚苯胺/银纳米复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米金属和聚合物/无机物纳米复合材料制备领域，具体涉及纳米银溶胶与聚 苯胺/银纳米复合材料的制备方法。

背景技术

聚苯胺作为重要的一种导电高分子，由于其单体相对便宜、合成工艺简单且条件不苛刻、 化学稳定性好、耐高温、电导率等物理性质能可控变化，因此得到广泛的关注和研究。实际 应用方面，聚苯胺则在电磁屏蔽、太阳能电池、超级电容器、抗静电材料、电致变色器件、 化学传感器、防腐蚀、气体分离以及电化学催化等方面有着广阔的前景(S.Bhadra，D.Khastgir， N.K.Singha，J.H.Lee，Prog.Polym.Sci.，2009，34，783-810)。金属纳米材料具有小尺寸效应、 表面效应、量子尺寸效应等特殊的物理和化学性能(Y.Xia，Y.Xiong，B.Lim，S.E.Skrabalak， Angew.Chem.Int.Ed.，2009，48，60-103)，将金属纳米粒子引入聚苯胺中，可以使聚苯胺/金属 纳米复合材料相对于聚苯胺基体有着更加新颖的性能(V.Tsakova，J.Solid State Electrochem.， 2008，12，1421-1434)。

银纳米粒子作为纳米金属材料的一种，具有稳定的物理化学性质且拥有优良的电导性和 导热性，所以聚苯胺/银纳米复合材料的制备和应用方面得到广泛关注。目前国内外制备聚苯 胺/金属纳米复合材料的方法主要包括化学法，直接共混法和电化学法，就大规模生产而言前 两者最具有优势。其中化学法又包括：双原位法、原位还原生成金属法、原位氧化生成聚苯 胺法(李新贵，孙晋，黄美荣，化学进展，2007，19，787-795)。具体到聚苯胺/银纳米复合材料的 制备，三种方法均有使用。

其中双原位法，由于银离子的氧化能力在酸性条件下很难直接氧化苯胺聚合，相关报道 也表明酸性条件下直接使用硝酸银和苯胺在水中反应，其过程极慢，得到产物中多以银片的 形式且复合效果不佳(N.V.Blinova，J.Stejskal，M.Trchova，I.Sapurina，G.Ciric-Marjanovic， Polymer，2009，50，50-56)。所以实施双原位法多利用外加能量促进反应进行，如超声、紫外光、 γ射线辐射、高温高压等条件(R.A.de Barros，W.M.de Azevedo，Synth.Met.，2008，158，922-926； X.Li，Y.Gao，F.Liu，J.Gong，L.Qu，Mater.Lett.，2009，63，467-469；M.R.Karim，K.T.Lim，C.J. Lee，M.T.I.Bhuiyan，H.J.Kim，L.Park，M.S.Lee，J.Polym.Sci.Part A：Polym.Chem.，2007，45： 5741-5747；J.Du，Z.Liu，B.Han，Z.Li，J.Zhang，Y.Huang，Microporous Mesoporous Mater.， 2005，84，254-260)；或者加入氧化剂，如过硫酸铵、双氧水，在氧化苯胺聚合同时利用生成 聚苯胺还原银离子成纳米银粒子(M.D.Bedre，S.Basavaraja，B.D.Salwe，V.Shivakumar，L. Arunkumar，A.Venkataraman，Polym.Compos.，2009，30，1668-1677)。双原位法的最大优势是步 骤简单，但是可控性不强，生成的聚苯胺可能与常规合成的结构有所区别，另外反应条件苛 刻以及需要特殊设备。

对于原位还原生成金属粒子法，一种是直接利用聚苯胺还原银离子生成纳米银，另一种 是外加还原剂还原银离子，再者是DMF等溶剂在溶解聚苯胺的同时，高温条件下可以还原硝 酸银形成纳米银粒子(S.Bouazza，V.Alonzo，D.Hauchard，Synth.Met.，2009，159，1612-1619；G. Nesher，M.Aylien，G.Sandaki，D.Avnir，G.Marom，Adv.Funct.Mater.，2009，19，1293-1298)；但 是前两种方法，纳米银在聚苯胺中分散效果并不是很好，部分会分散在溶剂中或者仅仅吸附 在聚苯胺的表面。