申请/专利权人：合肥萃励新材料科技有限公司

申请日：2018-03-26

公开（公告）日：2020-09-15

公开（公告）号：CN108264638B

主分类号：C08G73/02(20060101)

分类号：C08G73/02(20060101);C08K9/12(20060101);C08K3/04(20060101);C09D179/02(20060101);C09D7/62(20180101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.09.15#授权;2018.08.03#实质审查的生效;2018.07.10#公开

摘要：本发明属于材料化学技术领域，涉及一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法。本发明采用原位聚合方式将聚萘胺均匀修饰在氧化石墨烯上，再通过电子束辐照去除氧化石墨表面基团，实现聚萘胺在石墨烯表面的均匀修饰。合成的聚萘胺负载石墨烯对苯系物气体具备良好的敏感性。

主权项：1.一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：1将萘胺单体和氧化石墨加入酸性水溶液中，超声分散得到紫褐色溶胶即溶胶A，再将氧化剂溶解在酸性水溶液中，并缓慢滴加到溶胶A中得到混合溶胶，2将步骤1得到的混合溶胶放入保温设备中恒温搅拌反应，得到黑色沉淀；3将步骤2得到的黑色沉淀洗涤烘干后得到中间产物聚萘胺负载氧化石墨烯粉末；4将得到的粉末进行电子束辐照，得到最终产物聚萘胺负载石墨烯粉末。

全文数据：一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法技术领域[0001]本发明属于材料化学技术领域，涉及一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法。背景技术[0002]聚萘胺的结构为：[0004]是一种具有稠环结构的共辄高分子，在防腐涂层、电催化、电致变色、电化学传感器、气敏传感器等领域有一定应用前景。聚萘胺的电导率较低，将聚萘胺修饰在石墨烯上可大大提升电导率，且聚萘胺的JT-JT共辄分子链与石墨烯的共辄结构的协同效应可有效提升传感器的灵敏度。但是石墨烯材料在各种溶剂中的分散性较差，难以实现原位聚合的均匀修饰。发明内容[0005]针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种聚萘胺负载石墨烯的制备方法。包括以下步骤：[0006]1将萘胺单体和氧化石墨加入酸性水溶液中，超声分散得到紫褐色溶胶（溶胶A，再将氧化剂溶解在酸性水溶液中，并缓慢滴加到溶胶A中得到混合溶胶。[0007]2将步骤⑴得到的混合溶胶放入保温设备中恒温搅拌反应，得到黑色沉淀；[0008]3将步骤2得到的黑色沉淀洗涤烘干后得到中间产物聚萘胺负载氧化石墨烯粉末；[0009]⑷将得到的粉末进行电子束辐照，得到最终产物聚萘胺负载石墨烯粉末。[0010]所述的氧化石墨的加入量为0.2〜UgI1;超声分散时间为1〜2h。萘胺单体在最后溶胶中的浓度为〇.1〜〇.511101171;酸性水溶液pH小于2。[0011]氧化剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、三氯化铁中的一种或其组合，氧化剂和萘胺单体的摩尔比值为1:1〜3:1。[0012]所述持续搅拌反应时间为12〜24小时，温度为室温〜60°C。[0013]所述的洗涤是用去离子水和乙醇交替洗涤，每次洗涤后采用离心机沉淀或抽滤设备进行过滤，过滤产物重新在去离子水或乙醇中分散，反复过滤直到滤液pH值为7，最后一次用乙醇洗涤以方便干燥;所述的干燥是在50〜80°C真空烘箱中烘干，真空干燥条件为真空度133Pa。[0014]所述的电子束辐照剂量为30〜160kGy。[0015]本发明采用原位聚合方式将聚萘胺均匀修饰在氧化石墨烯上，再通过电子束辐照去除氧化石墨表面基团，实现聚萘胺在石墨烯表面的均匀修饰。另外聚萘胺的梯形共辄结构保证其较好的辐射稳定性和热稳定性，在辐照过程中不被解聚。合成的聚萘胺负载石墨烯对苯系物气体具备良好的敏感性。[0016]本发明的内容和特点已揭示如上，然而前面叙述的本发明仅仅简要地或只涉及本发明的特定部分，本发明的特征可能比合成的聚萘胺负载石墨烯对苯系物气体具备良好的敏感性。在此公开的内容涉及的更多。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应该包括在不同部分中所体现的所有内容的组合，以及各种不背离本发明的替换和修饰，并为本发明的权利要求书所涵盖。附图说明[0017]图1为采用本发明（实施例1合成聚萘胺负载石墨烯的TEM照片。具体实施方式[0018]实施例1[0019]1将O.Olmol萘胺单体和0.02g氧化石墨加入50mL酸性水溶液中，超声分散2h得到紫褐色溶胶溶胶A，再将0.03mol过硫酸铵溶解在50mL酸性水溶液中，并缓慢滴加到溶胶A中得到混合溶胶。[0020]2将步骤1得到的混合溶胶放入60°C保温设备中恒温搅拌反应24小时，得到黑色沉淀；[0021]3将步骤2得到的黑色沉淀用去离子水和乙醇交替洗涤，每次洗涤后采用离心机沉淀或抽滤设备进行过滤，过滤产物重新在去离子水或乙醇中分散，反复过滤直到滤液pH值为7，50°C真空烘箱中烘干得到中间产物聚萘胺负载氧化石墨烯粉末；[0022]⑷将得到的粉末进行160kGy电子束辐照，得到最终产物聚萘胺负载石墨烯粉末，TEM照片如图1所示。聚萘胺均匀紧密负载石墨烯片上。[0023]将得到的粉体分散涂于六脚陶瓷管气敏测试元件上，采用WS-30A型气敏元件测试系统测试不同浓度下对30%甲苯70%二甲苯混合气体的响应。lppm30%甲苯70%二甲苯混合气体的灵敏度为8.9。满足气敏传感需要。[0024]实施例2,3[0025]作为对比：[0026]重复以上实例1，不加入氧化石墨，得到聚奈胺粉末，lppm30%甲苯70%二甲苯混合气体的灵敏度为1.4。[0027]重复以上实例1，但不进行电子束辐照，得到聚萘胺负载氧化石墨烯粉末，lppm30%甲苯70%二甲苯混合气体的灵敏度为1.41.9。[0028]对比样品对苯系物响应均远低于实施例1。[0029]实施例4[0030]1将0.05mol萘胺单体和0.15g氧化石墨加入50mL酸性水溶液中，超声分散2h得到紫褐色溶胶溶胶A，再将0.05mol过硫酸钾溶解在50mL酸性水溶液中，并缓慢滴加到溶胶A中得到混合溶胶。[0031]2将步骤⑴得到的混合溶胶室温下恒温搅拌反应16小时，得到黑色沉淀；[0032]3将步骤2得到的黑色沉淀用去离子水和乙醇交替洗涤，每次洗涤后采用离心机沉淀或抽滤设备进行过滤，过滤产物重新在去离子水或乙醇中分散，反复过滤直到滤液pH值为7，80°C真空烘箱中烘干得到中间产物聚萘胺负载氧化石墨烯粉末；[0033]⑷将得到的粉末进行IOOkGy电子束辐照，得到最终产物聚萘胺负载石墨烯粉末。[0034]将得到的粉体分散涂于六脚陶瓷管气敏测试元件上，采用WS-30A型气敏元件测试系统测试不同浓度下对30%甲苯70%二甲苯混合气体的响应。lppm30%甲苯70%二甲苯混合气体的灵敏度为11.5。[0035]实施例5[0036]1将0.02mol萘胺单体和0.Ig氧化石墨加入50mL酸性水溶液中，超声分散2h得到紫褐色溶胶溶胶A，再将0.04mol过硫酸钠溶解在50mL酸性水溶液中，并缓慢滴加到溶胶A中得到混合溶胶。[0037]2将步骤⑴得到的混合溶胶室温下恒温搅拌反应12小时，得到黑色沉淀；[0038]3将步骤2得到的黑色沉淀用去离子水和乙醇交替洗涤，每次洗涤后采用离心机沉淀或抽滤设备进行过滤，过滤产物重新在去离子水或乙醇中分散，反复过滤直到滤液pH值为7，50°C真空烘箱中烘干得到中间产物聚萘胺负载氧化石墨烯粉末；[0039]⑷将得到的粉末进行30kGy电子束辐照，得到最终产物聚萘胺负载石墨烯粉末。[0040]lppm30%甲苯70%二甲苯混合气体的灵敏度为5.7。[0041]实施例6[0042]1将0.03mol萘胺单体和0.Ig氧化石墨加入50mL酸性水溶液中，超声分散2h得到紫褐色溶胶溶胶A，再将0.05mol三氯化铁溶解在50mL酸性水溶液中，并缓慢滴加到溶胶A中得到混合溶胶。[0043]2将步骤⑴得到的混合溶胶放入50°C保温设备中恒温搅拌反应18小时，得到黑色沉淀；[0044]3将步骤2得到的黑色沉淀用去离子水和乙醇交替洗涤，每次洗涤后采用离心机沉淀或抽滤设备进行过滤，过滤产物重新在去离子水或乙醇中分散，反复过滤直到滤液pH值为7，60°C真空烘箱中烘干得到中间产物聚萘胺负载氧化石墨烯粉末；[0045]4将得到的粉末进行SOkGy电子束辐照，得到最终产物聚萘胺负载石墨烯粉末。lppm30%甲苯70%二甲苯混合气体的灵敏度为7.1。

权利要求：1.一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：1将萘胺单体和氧化石墨加入酸性水溶液中，超声分散得到紫褐色溶胶溶胶A，再将氧化剂溶解在酸性水溶液中，并缓慢滴加到溶胶A中得到混合溶胶。⑵将步骤⑴得到的混合溶胶放入保温设备中恒温搅拌反应，得到黑色沉淀；⑶将步骤⑵得到的黑色沉淀洗涤烘干后得到中间产物聚萘胺负载氧化石墨烯粉末；⑷将得到的粉末进行电子束辐照，得到最终产物聚萘胺负载石墨烯粉末。2.根据权利要求1所述一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法，其特征在于:所述的氧化石墨的加入量为〇.2〜I.SgIT1;超声分散时间为1〜2h。萘胺单体在最后溶胶中的浓度为0.1〜O·5molL_1;酸性水溶液pH小于2。3.根据权利要求1所述一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法，其特征在于:氧化剂包括过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、三氯化铁中的一种或其组合，氧化剂和萘胺单体的摩尔比值为1:1〜3:1〇4.如权利要求1所述一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法，其特征在于:所述恒温搅拌反应的反应时间为12〜24小时，温度为室温〜60°C。5.如权利要求1所述一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法，其特征在于:所述的洗涤是用去离子水和乙醇交替洗涤，每次洗涤后采用离心机沉淀或抽滤设备进行过滤，过滤产物重新在去离子水或乙醇中分散，反复过滤直到滤液pH值为7,最后一次用乙醇洗涤以方便干燥;所述的干燥是在50〜80°C真空烘箱中烘干，真空干燥条件为真空度133Pa。6.如权利要求1所述一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法，其特征在于:所述的电子束辐照剂量为30〜160kGy。7.—种如权利要求1〜6任意一项所述一种聚萘胺负载石墨烯的合成方法所制作的聚萘胺负载石墨烯。

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