復(fù)配膠束體系中生物催化制備高導(dǎo)電率聚苯胺的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種運(yùn)用血紅蛋白在DBSA(十二烷基苯磺酸)和CTAB(十六烷基三甲基溴化銨)復(fù)配膠束體系中生物催化制備高導(dǎo)電率聚苯胺的方法。將DBSA和CTAB溶解于pH2.0的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖溶液中并攪拌均勻，再加入苯胺單體繼續(xù)攪拌；隨后加入血紅蛋白溶液；攪拌均勻后加入過氧化氫溶液，常溫?cái)嚢璺磻?yīng)2～24小時，得到高導(dǎo)電率聚苯胺。以血紅蛋白為催化劑在DBSA-CTAB復(fù)配膠束體系中制備導(dǎo)電聚苯胺，反應(yīng)條件溫和，操作步驟簡單，價格低廉，電導(dǎo)率高,具有潛在的工業(yè)應(yīng)用開發(fā)價值。
【專利說明】復(fù)配膠束體系中生物催化制備高導(dǎo)電率聚苯胺的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化學(xué)和生物化學(xué)領(lǐng)域，具體為一種利用血紅蛋白在DBSA(十二烷基苯 磺酸）和CTAB(十六烷基三甲基溴化銨）形成的復(fù)配膠束中血紅蛋白催化制備高導(dǎo)電率聚 苯胺的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在導(dǎo)電高分子聚合物中，聚苯胺是最有實(shí)用前途的功能高分子材料之一，受到廣 泛的重視。在電致變色器件，傳感器，電磁屏蔽，抗靜電保護(hù)及電池防腐涂層等方面有著廣 泛的潛在應(yīng)用價值。目前，聚苯胺是研究時間最長的典型的導(dǎo)電聚合物，具有較好的熱穩(wěn)定 性，可加工性及導(dǎo)電性。而且從經(jīng)濟(jì)學(xué)方面上看，聚苯胺較其它導(dǎo)電聚合物具有明顯的優(yōu) 勢：苯胺單體價格便宜，合成更加簡單，這些優(yōu)點(diǎn)使得聚苯胺成為最重要的導(dǎo)電高分子材料 之一。因而，近年來，國內(nèi)外的學(xué)者對聚苯胺的合成，表征和應(yīng)用進(jìn)行了諸多研究。
[0003] 然而，聚苯胺在商業(yè)應(yīng)用方面受到限制，這是由于合成的聚苯胺大多是化學(xué)合成 法，都是分步進(jìn)行，反應(yīng)條件苛刻，分離和純化過程冗長，且難溶于普通溶劑。但是，酶催化 合成水溶性聚苯胺的方法因其反應(yīng)條件溫和，無污染的環(huán)保性能越來越受到人們的青睞， 但是由于成本較高等原因限制了其在大規(guī)模生產(chǎn)中的應(yīng)用。另外，雖然生物催化法更為環(huán) 保，但制備得到的聚苯胺的導(dǎo)電率普遍不高，數(shù)量級一般為10-7?10-lS/cm。所用的生物 催化劑中，研究最多的是辣根過氧化物酶，它們具有共同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一都屬于含鐵卟啉 的血紅素蛋白。然而天然過氧化物酶價格昂貴，并且容易失活，對催化反應(yīng)條件要求苛刻， 因此發(fā)展低成本，高效的生物催化劑代替HRP十分有必要。而血紅蛋白是以鐵卟啉為活性 中心的血紅素蛋白，具有氧化活性，活性較高，甚至超過天然酶，而且價格低廉，故越來越 受到人們的重視和利用。
[0004] 針對以上問題，我們開展了在復(fù)配膠束體系中使用血紅蛋白催化合成導(dǎo)電聚苯胺 的研究。陰陽離子表面活性劑的復(fù)配體系有利于提高其表面活性，正/負(fù)離子表面活性劑 復(fù)配體系具有更好的抗硬水能力，更好的潤濕、鋪展作用等。因此開展血紅蛋白催化條件下 在復(fù)配膠束體系中制備導(dǎo)電聚苯胺的研究具有重要的意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種運(yùn)用血紅蛋白在DBSA-CTAB膠束體系中生物催化制備 高導(dǎo)電的聚苯胺的方法。
[0006] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 復(fù)配膠束體系中生物催化制備高導(dǎo)電聚苯胺的方法，包括以下步驟：
[0008] (1)將DBSA和CTAB溶解于ρΗ2· 0的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖溶液中，得到含 DBSA-CTAB復(fù)配膠束的反應(yīng)體系，加入苯胺單體進(jìn)行混合；
[0009] (2)加入血紅蛋白的水溶液，攪拌均勻；
[0010] (3)加入氧化劑過氧化氫溶液，得到終反應(yīng)體系；
[0011] (4)常溫?cái)嚢璺磻?yīng)2?24小時，得到導(dǎo)電聚苯胺。
[0012] 步驟（1)中 CTAB 與 DBSA 的摩爾比為 1:0. 5-7,優(yōu)選 1:0. 5-3. 25。
[0013] 步驟（1)中苯胺與復(fù)配膠束（DBSA的摩爾量+CTAB的摩爾量）的摩爾比為 1:0. 33 ?3。
[0014] 步驟（2)所述血紅蛋白優(yōu)選牛血紅蛋白。
[0015] 步驟⑶中苯胺、復(fù)配膠束、過氧化氫、血紅蛋白的用量比為lmmol: (0. 33?3) mmol : (1. 6 ?9. 6) mmol: (8 ?80) mg。
[0016] 步驟（3)終反應(yīng)體系中DBSA和CTAB復(fù)合的濃度為4. 16?50. Ommol/L，優(yōu)選為 8.38 ?25. 0mmoL/L〇
[0017] 步驟（3)終反應(yīng)體系中苯胺濃度為3. 75mmol/L?37. 5mmol/L，優(yōu)選為12. 5? 25.0mmol/L〇
[0018] 步驟（3)終反應(yīng)體系中血紅蛋白濃度為0· 1?2g/L，優(yōu)選為0· 2?0· 8g/L。
[0019] 步驟（3)終反應(yīng)體系中過氧化氫濃度為30?140mmol/L，優(yōu)選為60?llOmmol/ L〇
[0020] 本發(fā)明的突出效果和優(yōu)點(diǎn)在于，采用血紅蛋白作為催化劑制備導(dǎo)電聚苯胺，催化 劑價格低廉；得到的產(chǎn)物聚苯胺電導(dǎo)率高，導(dǎo)電聚苯胺的電導(dǎo)率最高可達(dá)47. 61S/cm。采用 本方法制備導(dǎo)電聚苯胺的過程，所需反應(yīng)條件溫和，用過氧化氫代替了化學(xué)法中的強(qiáng)氧化 劑-過硫酸銨，有效防止了污染物的排放，有利于保護(hù)環(huán)境，因此具有潛在的工業(yè)應(yīng)用開發(fā) 價值。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合

【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 稱取 0· 125mmol DBSA 和 0· 061mmol CTAB 溶于 9. 7mL 的 ρΗ2· 0 的檸檬酸-磷酸氫 二鈉緩沖溶液中；攪拌后加入苯胺單體〇. 125mmol ;稱取2mg的血紅蛋白用229 μ 1蒸餾水 溶解后加入體系中；再將濃度為9. 823mol/L的過氧化氫溶液71 μ L加入到反應(yīng)體系中。攪 拌反應(yīng)24小時后加入等體積的甲醇進(jìn)行破乳，終止反應(yīng)。待產(chǎn)物沉淀后進(jìn)行離心收集，干 燥后得到導(dǎo)電聚苯胺粉末，測得其電導(dǎo)率為21. 19S/cm。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 稱取 0· 128mmol DBSA 和 0· 043mmol CTAB 溶于 9. 7mL 的 ρΗ2· 0 的檸檬酸-磷酸氫 二鈉緩沖溶液中，攪拌后加入苯胺單體〇. 125mmol ;稱取5mg的血紅蛋白用204 μ 1蒸餾水 溶解后加入體系中；再將濃度為9. 823mol/L的過氧化氫溶液96 μ L加入到反應(yīng)體系中。攪 拌反應(yīng)24小時后加入等體積的甲醇進(jìn)行破乳，終止反應(yīng)。待產(chǎn)物沉淀后進(jìn)行離心收集，干 燥后得到導(dǎo)電聚苯胺粉末，測得其電導(dǎo)率為39. 71S/cm。
[0026] 實(shí)施例3
[0027] 稱取 0· 130mmol DBSA 和 0· 040mmol CTAB 溶于 9. 7mL 的 ρΗ2· 0 的檸檬酸-磷酸氫 二鈉緩沖溶液中，攪拌后加入苯胺單體〇. 125mmol ;稱取3mg的血紅蛋白用217 μ 1蒸餾水 溶解后加入體系中；再將濃度為9. 823mol/L的過氧化氫溶液83 μ L加入到反應(yīng)體系中。攪
【權(quán)利要求】
1. 一種復(fù)配膠束體系中生物催化制備高導(dǎo)電聚苯胺的方法，包括以下步驟： (1) 將DBSA和CTAB溶解于PH2.0的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖溶液中，得到含 DBSA-CTAB復(fù)配膠束的反應(yīng)體系，加入苯胺單體進(jìn)行混合； (2) 加入血紅蛋白的水溶液，攪拌均勻； (3) 加入氧化劑過氧化氫溶液，得到終反應(yīng)體系； (4) 常溫?cái)嚢璺磻?yīng)2?24小時，得到導(dǎo)電聚苯胺。
2. 權(quán)利要求1所述復(fù)配膠束體系中生物催化制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，其特征在于，步 驟⑴中CTAB與DBSA的摩爾比為1 :0· 5-7。
3. 權(quán)利要求1所述復(fù)配膠束體系中生物催化制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，其特征在于，步 驟（1)中苯胺與復(fù)配膠束的摩爾比為1 :〇. 33-3。
4. 權(quán)利要求1所述復(fù)配膠束體系中生物催化制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，其特征在于，步 驟（2)所述血紅蛋白為牛血紅蛋白。
5. 權(quán)利要求1所述復(fù)配膠束體系中生物催化制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，其特征在于，步 驟（3)中苯胺、復(fù)配膠束、過氧化氫、血紅蛋白的用量比為lmmol: (0. 33-3)mmol: (1.6-9. 6) mmol:(8-80)mg〇
6. 權(quán)利要求1所述復(fù)配膠束體系中生物催化制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，其特征在于，步 驟⑶終反應(yīng)體系中DBSA和CTAB復(fù)合的濃度為4. 16?50. Ommol/L。
7. 權(quán)利要求1所述復(fù)配膠束體系中生物催化制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，其特征在于，步 驟（3)終反應(yīng)體系中苯胺濃度為3. 75mmol/L?37. 5mmol/L。
8. 權(quán)利要求1所述復(fù)配膠束體系中生物催化制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，其特征在于，步 驟（3)終反應(yīng)體系中血紅蛋白濃度為0. 1?2g/L。
9. 權(quán)利要求1所述復(fù)配膠束體系中生物催化制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，其特征在于，步 驟（3)終反應(yīng)體系中過氧化氫濃度為30?140mmol/L。
【文檔編號】C08G73/02GK104098769SQ201410299886
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】陳建波, 郭紅沖, 徐毅 申請人:上海師范大學(xué)