[发明专利]聚2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑纳米片的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚2,5‑二巯基‑1,3,4‑噻二唑纳米片的制备方法，属于有机功能高分子材料领域；该方法是将2,5‑二巯基‑1,3,4‑噻二唑单体和氧化剂分别溶于有机溶剂中，然后将氧化剂溶液逐滴加入到单体溶液中，在搅拌的条件下使氧化剂和单体充分接触反应；本发明无需添加任何外加稳定剂，只需要控制聚合反应条件，就可以合成出厚度为30～700nm的自稳定的聚合物纳米片，该合成一步完成，具有合成方法和后处理工序简单、不涉及到任何稳定剂和表面活性剂、产物纯净、所得产物分子量大、合成成本低廉且可普遍适用等优点。

技术领域

本发明属于有机功能高分子材料领域，具体地说，涉及一种聚2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑纳米片的制备方法。

背景技术

2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑聚合物是含有S、N原子的杂环芳香聚合物，可作为高储能阴极材料应用于二次锂离子电池，也可作为电极修饰材料用于高灵敏度、高选择性的电化学探测铅离子、镉离子、桑色素等，同时也是优良的重金属离子吸附剂和抗菌杀毒剂。

在过去的研究中，2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑聚合物的制备方法以电化学聚合法为主，通过循环伏安法制得。美国学者Shouji等人(Shouji E,Buttry D A,Aninvestigation of the effect of pyridine derivatives on the oxidativepolymerization process of 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole and its disulfidedimer[J],Journal of Physical Chemistry B,1998,102:1444-1449)使用三电极电解池，以玻碳电极为工作电极、铂丝电极为对电极、Ag/AgCl电极为参比电极，0.2mol L^-1LiClO₄的乙腈、二甲亚砜或N-甲基吡咯烷酮溶液为电解液，以50mV s^-1的扫描速度在-0.8～+1.1V范围内连续循环扫描，制得聚2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑膜。巴西学者Davoglio等人(Davoglio R A,Biaggio S R,Rocha-Filho R C,Bocchi N,Bilayered nanofilm ofpolypyrrole and poly(DMcT)for high-performance battery cathodes[J],Journal ofPower Sources,2010,195(9):2924-2927)以碳纤维电极作为工作电极，铂片电极作为对电极，饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，以0.1mol L^-1LiClO₄的乙腈溶液为电解液，电解液中2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑的浓度达到饱和，以100mV s^-1的扫描速度在-1.0～+0.69V范围内循环扫描30次，得到聚2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑纳米薄膜。此外，印度学者Varghese等人(Varghese A,Chitravathi S,Munichandraiah N,Electrocatalytic oxidation anddetermination of morin at a poly(2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole)modifiedcarbon fiber paper electrode[J],Journal of The Electrochemical Society,2016,163(8):B471-B477)在含有1mmol L^-12,5-二巯基-1,3,4-噻二唑的磷酸盐缓冲液(pH＝9.0)中碳纤维纸电极表面电化学聚合制备了聚合物膜。电化学聚合的优势是可以在电极表面直接成膜，并且膜的厚度可以通过动电位扫描的循环次数(循环伏安法)或者固定通过工作电极的总电量(恒电位法和恒电流法)来控制，缺陷是受电极面积影响不能大规模合成，并且得到产物不够纯净，大量的电解废液会对环境造成污染。