[发明专利]双子表面活性剂掺杂PEDOT导电纳米粒子的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于导电纳米粒子的制备领域，特别涉及双子表面活性剂掺杂PEDOT导电纳米粒子的制备方法。

背景技术

聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT）是目前最为成功的导电聚合物之一，聚（3,4-乙烯二氧噻吩）薄膜因具有优异的环境稳定性，高电导率和高透过率而得到广泛的应用。自从上世纪九十年代初Heywnag和Jonas合成出PEDOT，大量的研究人员投入到这一领域，主要的方向是解决PEDOT不溶不熔的缺点和拓展PEDOT的应用领域。在克服PEDOT不溶不熔缺憾方面，拜耳研究人员开发的P合成路线毫无疑问是最成功的，并且已经成功商业化。这种方法采用化学氧化聚合法，以聚苯乙烯磺酸（PSS）作为电荷平衡掺杂剂，在氧化剂过硫酸钠的作用下使3,4-乙烯二氧噻吩发生氧化聚合得到稳定的PEDOT-PSS分散体。（Groenendaal,L.,et al.,Poly(3,4‐ethylenedioxythiophene)and ItsDerivatives:Past,Present,and Future.Advanced Materials,2000.12(7):p.481-494.）这种聚阴离子掺杂的氧化聚合方法同样适用于其他导电聚合物，如聚苯胺和聚吡咯。与此同时，还有一些采用乳液聚合法制备聚吡咯和聚噻吩的研究报道，使用的乳化剂主要是一些阴离子表面活性剂，如十二烷基苯磺酸钠。（Haba,Y.,et al.,Polymerization of aniline in the presenceof DBSA in an aqueous dispersion.Synthetic Metals,1999.106(1):p.59-66.）

最近一段时间，纳米导电聚合物材料的研究成为材料研究的一个重要方向。Jeong WanChoi等（Choi,J.W.,et al.,Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)nanoparticles prepared in aqueousDBSA solutions.Synthetic Metals,2004.141(3):p.293-299.）采用十二烷基苯磺酸作为乳化剂制备了电导率为50S/cm，粒径为35-100nm的聚噻吩纳米粒子。Jiping Yang等（Yang,J.,et al.,Synthesis of conducting polyaniline using novel anionic Gemini surfactant as micellarstabilizer.European Polymer Journal,2007.43(8):p.3337-3343.）采用阴离子型双子表面活性剂作为乳化剂，制备了电导率为0.22S/cm，粒径为1-2μm的导电聚苯胺粒子。Bo Weng等（Weng,B.,et al.,Gemini surfactant doped polypyrrole nanodispersions:an inkjet printableformulation.Journal of Materials Chemistry,2011.21(6):p.1918-1924.）采用阴离子型双子表面活性剂作为乳化剂制备了电导率为1.26S/cm，粒径为50±5nm的聚吡咯纳米粒子，并成功用于喷墨打印用导电墨水。

纳米导电聚合物有望因其特有的物化性能而在生物医学，微电子学和信息工业等领域取得良好的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种制备双子表面活性剂掺杂PEDOT导电纳米粒子的方法。该方法制备的双子表面活性剂掺杂PEDOT导电纳米粒子导电性能好，在生物医学，微电子学和信息工业等领域取得良好的应用前景。

本发明的一种双子表面活性剂掺杂PEDOT导电纳米粒子的制备方法，包括：

（1）双子表面活性剂和3,4-乙烯二氧噻吩EDOT混合后，加入去离子水后，调节溶液的pH值为0.4~5，搅拌；其中双子表面活性剂浓度范围为0.01~0.5mol/L，3,4-乙烯二氧噻吩浓度范围为0.01~0.2mol/L；

（2）将氧化剂溶解在去离子水中，搅拌，得到氧化剂溶液，然后将氧化剂溶液滴加入上述溶液中，0~50℃下，反应12~72小时后，将所得产物抽滤、洗涤、干燥即得双子表面活性剂掺杂聚乙烯二氧噻吩导电纳米粒子，其中氧化剂和3,4-乙烯二氧噻吩的摩尔比为1~5：1。

所述步骤（1）中的双子表面活性剂为阴离子型双子表面活性剂，其结构式为：