一種以過氧化氫為氧化劑制備聚鄰苯二胺微球的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種聚鄰苯二胺微球的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]材料的結(jié)構(gòu)和形貌對于它們的性能有著非常重要的影響，所以具有不同形貌的高分子微球結(jié)構(gòu)引起了人們極大的興趣(Kawaguchi H，Prog.Polym.Sc1.，2000，25:1171)。聚鄰苯二胺特殊的剛性結(jié)構(gòu)在甲醇、乙腈、四氫呋喃等常見溶劑中很難溶解(Higuchi M，Imoda D，Hirao Toshikazu.Adv.Mater.，1996，29:8277)。良好的穩(wěn)定性使其在生物傳感、微觸反應、抗靜電圖層、電池屏蔽材料等領(lǐng)域有著廣泛的應用前景(Li D，Huang J X，Richard B K.Acc ChemRes，2009142 ; 135-145)。
[0003]由于聚鄰苯二胺具有良好的電學、光學以及氧化還原特性一直備受關(guān)注，在材料、能源、電磁屏蔽等領(lǐng)域有著廣闊的前景。自從1984年Mac Diarmid在酸性條件下由鄰苯二胺單體獲得具有導電性聚合物，聚鄰苯二胺已成為現(xiàn)在研究進展最快的導電聚合物之一。原因在于聚鄰苯二胺具有以下誘人的獨特優(yōu)勢:1、原料易得，合成簡單；2、具有優(yōu)良的電磁微波吸收性能、電化學性能、化學穩(wěn)定性及光學性能；3、獨特的摻雜現(xiàn)象；4、高的電導率；5、擁有良好的環(huán)境穩(wěn)定性(Compos T L A, Kersting D F, Ferreira C A.Chemicalsynthesis of polyaniline using sulphanilic acid as dopant agent into thereact1nal medium [J]，Surface and Coatings Technology，1999，122:3-5.，2 ;張清華，王獻紅，景遐斌.聚鄰苯二胺的合成及其光譜特性[J]，化學世界，2001,5:242-244)。聚鄰苯二胺被認為是最有希望在實際中得到應用的導電高分子材料。以導電聚鄰苯二胺為基礎材料，目前正在開發(fā)許多新技術(shù)，例如電磁屏蔽技術(shù)、抗靜電技術(shù)、船舶防污技術(shù)、隱身技術(shù)、全塑金屬防腐技術(shù)、太陽能電池、電致變色、傳感器元件、二次電池材料、催化材料和防腐材料(Ambrosi A, Morrin A, Smyth M R，etal.Analytica Chimica Acta[J].2008，609:37-43Brazdziuviene K, Jureviciute I，Malinauskas A.ElectrochimActa[J].2007,53:785-791)。
[0004]目前，較多的研究人員發(fā)現(xiàn)鄰苯二胺在常溫下很難被氧化成聚鄰苯二胺，大部分都通過以催化劑的形式來實現(xiàn)對鄰苯二胺的氧化形成聚鄰苯二胺膠束或者微球。如文獻
(1)Synth.Met.，1997，84 ;99_100，Sun等人用鐵離子催化過氧化氫氧化鄰苯二胺得到聚鄰苯二胺；文獻(2) J.Am.Chem.Soc.，1999，121，71-78，Liu等人用辣根過氧化酶催化過氧化氫氧化鄰苯二胺得到聚鄰苯二胺，文獻(3) J.Am.Chem.Soc.，2009，131，12528-12529，Surwade等人在氯化鈉的水溶液中利用過氧化氫氧化鄰苯二胺得到聚鄰苯二胺。這些方法都能得到聚鄰苯二胺，但是尚不能實現(xiàn)在常溫常壓下一步法用過氧化氫直接氧化鄰苯二胺得到聚鄰苯二胺的目的，而且粒徑和形貌都得不到有效的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種以過氧化氫為氧化劑制備聚鄰苯二胺微球的方法，采用一步法合成聚鄰苯二胺微球，步驟簡單，操作方便，可以改變加工條件來控制聚鄰苯二胺微球粒徑及形貌。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種以過氧化氫為氧化劑制備聚鄰苯二胺微球的方法，首先將鄰苯二胺溶液加入至PBS緩沖溶液中，然后以過氧化氫為氧化劑直接使鄰苯二胺原位聚合，震蕩搖勻并靜置后可獲得粒徑及形貌可控的聚鄰苯二胺。具體工藝步驟如下:
一、PBS緩沖溶液的配制:稱取 2.9-3.0g Na2HP04^P 0.029-0.030g NaH 2P04溶解在180-200 mL去離子水中，配制濃度為40~50 mmol/L、pH值為7.0-7.5的PBS緩沖溶液；
二、鄰苯二胺溶液的配制:稱取10~20mg鄰苯二胺溶解在1~2 mL步驟一配制的PBS緩沖溶液中；
三、過氧化氫溶液的配制；將1~2mL過氧化氫溶液加入至容器中，然后向容器中加入2-4 mL去離子水，震蕩搖勻；
四、過氧化氫-鄰苯二胺溶液的配制:在容器中按照體積比為1:1:1~8加入步驟一配制的PBS緩沖溶液、步驟二配制的鄰苯二胺溶液和步驟三配制的過氧化氫水溶液，震蕩搖勻并放置過夜。
[0007]本發(fā)明步驟一中，所述的PBS緩沖溶液的配制步驟如下:精密天平上小心的稱量
2.9-3.0g Na2HP04^P0.029-0.030g NaH2P04，加入到含有 180~200 mL去離子水的器皿中，在超聲波清洗機中震蕩搖勻，使其溶解完全。用pH計測得其pH值為7.0-7.5，濃度為40~50mmol/L。
[0008]本發(fā)明步驟二中，所述的鄰苯二胺溶液的配制步驟如下:精密天平上準確的稱量10-20 mg鄰苯二胺溶解在1~2 mL步驟一配制的PBS緩沖溶液中，在超聲波清洗機中震蕩搖勻使其全部溶解，待溶解完全后用鋁箔紙密封避光保存。
[0009]本發(fā)明步驟三中，所述的過氧化氫溶液的配制步驟如下:選擇市售AR級別過氧化氫試劑，用移液槍量取1~2 mL過氧化氫溶液加入至器皿中，然后向器皿中加入2~4 mL去離子水，震蕩搖勻，用鋁箔紙密封避光保存。
[0010]本發(fā)明步驟四中，所述的過氧化氫-鄰苯二胺溶液的配制步驟如下:用移液槍量取lmL PBS緩沖溶液、1 mL鄰苯二胺溶液、1-8 mL過氧化氫溶液，輕微的震蕩搖勻，置于陰涼干燥處12~24小時。
[0011]本發(fā)明中，采用法國吉爾森移液槍進行溶劑的量??；采用梅特勒-托利多萬分之一精密天平用于藥品的稱取；采用梅特勒-托利多SevenCompact系列pH計用于pH的調(diào)控；采用IKA VORTEX振蕩器用于溶質(zhì)的溶解；采用寧波新芝生物科技超聲波清洗機用于溶液完全溶解；采用德國萊卡DMi8型熒光倒置顯微鏡用于微球的形貌觀察。
[0012]本發(fā)明的效果及優(yōu)點如下:
1、一步法合成聚鄰苯二胺微球，步驟簡單，操作比較方便。
[0013]2、聚鄰苯二胺微球的形貌和粒徑都控制的很好。
[0014]3、該氧化反應不需要非常苛刻的條件，不需要進行無水無氧操作，不需要其它附加氧化劑或者催化劑。
【附圖說明】
[0015]圖1是實施例1制備的聚鄰苯二胺微球在德國萊卡DMi8型熒光倒置顯微鏡下效果圖；