[发明专利]一种氧化镍-聚苯胺复合材料及其制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种氧化镍‑聚苯胺复合材料及其制备方法及应用。本方法利用溶剂热法制备均一的双金属甘油微球，焙烧后得到中空氧化物纳米微球，最后在中空微球内外表面原位聚合苯胺，形成复合物。中空微球具有壳层渗透性强、形貌均一稳定、吸附扩散快，比表面积大等独特优点，有利于气体吸附和扩散，是一种极具发展前景的结构。同时内外表面进行原位苯胺聚合，可产生更多反应活性位点，有利于此材料在催化、传感、医学领域的应用。该制备方法操作简单、条件温和、成本低廉、绿色环保、适用于大批量生产，所制备的氧化镍‑聚苯胺复合材料纯度高，尺寸均一稳定，纯度高，形貌新颖，在光学，电学和气体传感等领域都有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体涉及一种氧化镍-聚苯胺复合材料及其制备方法及应用。

背景技术

复合材料是通过物理或化学的方法将两种或两种以上性质不同的材料组成新性能材料。由于协同等效应的影响，材料在性能上取长补短，使复合材料的性能远远优于原来的组成材料，大大拓宽其应用。金属氧化物与有机聚合物是当今两大重要材料，将聚合物与金属氧化物复合是提升材料力学性能和物理化学性质的有效途径。新颖的聚合物如三氧化钨-聚苯胺、氧化锌-聚吡咯材料已有一定研究与报导。而中空微球结构具有密度小、比表面积大、表面渗透能力强等优点，有利于扩散和表面反应的发生，因此在气体传感、催化和药物传输等领域都有广泛的应用。简单方便地制备出具有均一中空微球形貌的金属氧化物-有机聚合物复合材料是当下材料发展的一大重要方向。

发明内容

旨在制备氧化镍-聚苯胺复合材料，我们提出了一种新的制备方法，通过镍盐、铜盐和多元醇配位作用，在恰当的溶剂热条件下形成尺寸均一稳定的纳米微球。将纳米微球进行焙烧去除碳介质，同时利用微球表面氧化物对微球的作用力，可得中空微球结构。最后将中空微球在酸性冰浴条件下进行原位苯胺聚合，氧化铜溶解，中空微球结构得以保持，从而得到具有中空微球结构的复合物氧化镍-聚苯胺。该制备方法操作简单无危害、反应条件温和、成本低廉、适用于大批量生产，制备的材料纯度高、均一稳定、比表面积大，在气体传感、光学和电学器件等领域具有良好的发展和应用前景。

本发明是一种氧化镍-聚苯胺复合材料及其制备方法，是通过以下技术方案来实现：

根据本申请的一个方面，提供一种氧化镍-聚苯胺的复合材料。所述复合材料具有中空微球结构，所述微球的壳体为氧化镍，壳体内外表面复合有聚苯胺。微球粒径为300～800nm，壳体具有介孔，孔径为1.5～4.5nm，比表面积为45～65m²/g。

根据本申请的另一方面，提供一种氧化镍-聚苯胺的复合材料的制备方法。

包括以下步骤：

步骤(1)：获得双金属微球材料，所述双金属为镍和铜；

步骤(2)：将步骤(1)中得到的双金属微球材料焙烧，获得双金属中空微球材料；

步骤(3)：将步骤(2)中得到的双金属中空微球材料在酸性条件下进行原位苯胺聚合，得到氧化镍-聚苯胺复合材料。

其中，步骤(1)中所述获得双金属微球材料包括：将金属盐、多元醇与溶剂混合，溶剂热反应后乙醇洗涤并真空干燥；

其中，所述金属盐为镍盐和铜盐；

所述的镍盐选自氯化镍、硫酸镍、硝酸镍、醋酸镍中的一种或几种；

所述的铜盐选自氯化铜、硫酸铜、硝酸铜、醋酸铜中的一种或几种；

所述的多元醇选自乙二醇、丙三醇、木糖、葡萄糖中的一种或几种；

所述的溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或几种。

所述的金属盐与多元醇的投料摩尔比例选自1:1～1:20；

进一步地，金属盐与多元醇的投料摩尔比例选自1:1.5～1:10；