專利名稱：一種制備高導電性聚吡咯材料的方法
技術領域：
本發明涉及一種制備高導電性聚吡咯材料的方法，特別是一種利用電化學聚合方法制備出具有高度有序的納米陣列的高導電性聚吡咯材料的方法。
背景技術：
導電聚合物由于良好的穩定性和導電性在二次電池、固體電容、光電顯示器件和作為導電介質等方面有良好的應用前景，導電聚物納米管和分子導線的合成與制備是制約實現納米器件和分子器件的關鍵。當導電聚合物處于納米狀態時，在超分子效應的作用下，納米纖維中吡咯鏈會以平行于纖維軸向為優先取向，這種優先取向使導電聚合物納米纖維的電導率在100nm下時和直徑大小呈反比增長。所以合成具有有序取向一致的納米線陣列具有實用價值。目前制備方法中電極表面直接生長法生成的吡咯線排列雜亂，無法用于實際應用；交流電法制備電壓過高，吡咯實際已經過氧化，無法實現吡咯的導電功能；化學模板法合成的吡咯斷斷續續。因此只有電化學模板法合成的吡咯才有實際應用前景。

發明內容
本發明的目的在于針對已有技術存在的缺點，提供一種制備高導電性聚吡咯材料的方法。本發明以電極為聚合面，無需濺射工藝，省去高成本工藝，采用二次氧化法制備的模板，在其中合成出高度有序的納米陣列材料，使其在未來有著更廣泛的應用領域。
本發明制備高導電性聚吡咯材料的方法，依次由以下步驟組成(1)合成納米氧化鋁模板(a)將鋁片先用70％高氯酸和無水乙醇混合液在0～5℃下拋光5～10分鐘，電壓為15～22V；混合液中高氯酸和無水乙醇的體積比1∶4；(b)鋁片用二次水清洗后在多元酸及其對應的電壓下首次氧化1～2小時，以不銹鋼板做對電極；然后在60℃下以6％的磷酸和1.8％的鉻酸混合洗液清洗鋁片半小時，除去氧化膜；(c)鋁片用二次水清洗后，用與上述(b)步驟相同的電壓進行陽極氧化6小時；然后用氯化亞錫飽和水溶液剝離鋁基質，再用5％的磷酸通孔30分鐘，得到納米氧化鋁模板，清洗并保存在二次水中；(2)玻碳電極經金相砂紙和氧化鋁拋光成鏡面，用20％硝酸和1 0％氫氧化鈉處理，然后用二次蒸餾水充分洗滌后，將納米氧化鋁模板緊密的裝配在玻碳電極上，浸入pH＝3的0.2mol/L吡咯溶液，在0～0.75V電壓范圍內，以100mv/s的速度掃描200周次，取出，用5％HPO3浸泡20min，溶去模板后用二次水洗滌后晾干。
所述的鋁片純度為99.999％。
上述(b)步驟中的多元酸可為0.5～1.5mol/L硫酸，對應電壓為18～22V；多元酸也可為0.1～0.5mol/L草酸，對應電壓為30～50V；多元酸還可為0.3～1.0mol/L磷酸，對應電壓為100～130V。
與已有技術相比，本發明具有如下有益效果1、方法簡單，工藝簡化，整個流程時間短，合成條件在常態下就可以進行，因此成本低廉；2、由于采用二次氧化法制備納米氧化鋁材料，生成的聚吡咯直徑統一，排列有序，用循環伏安法合成的聚吡咯材料導電性能優秀，并且長度可由循環周次可控，很容易達到生產需要。


圖1為導電聚合物納米陣列電極表面在電子掃描顯微鏡下觀察到的圖；
圖2為導電聚合物納米陣列電極表面在電子掃描顯微鏡下觀察到的圖。
具體實施例方式
實施例1 本發明高導電性聚吡咯材料的制備(1)合成納米氧化鋁模板(a)將鋁片先用70％高氯酸和無水乙醇混合液在2℃下拋光8分鐘，電壓為20V；混合液中高氯酸和無水乙醇的體積比1∶4；(b)鋁片用二次水清洗后在1mol/L硫酸、電壓20v下首次氧化1.5小時，以不銹鋼板做對電極；然后在60℃下以6％的磷酸和1.8％的鉻酸混合洗液清洗鋁片半小時，除去氧化膜；(c)鋁片用二次水清洗后，用與上述(b)步驟相同的電壓進行陽極氧化6小時；然后用氯化亞錫飽和水溶液剝離鋁基質，再用5％的磷酸通孔30分鐘，得到納米氧化鋁模板，清洗并保存在二次水中；(2)玻碳電極經金相砂紙和氧化鋁拋光成鏡面，用硝酸和氫氧化鈉處理，然后用二次蒸餾水充分洗滌后，將納米氧化鋁模板緊密的裝配在玻碳電極上，浸入pH＝3的0.2mol/L吡咯溶液，在0.5V電壓范圍內，以100mv/s的速度掃描200周次，取出，用5％HPO3浸泡，溶去模板后用二次水洗滌后晾干。
權利要求
1.一種制備高導電性聚吡咯材料的方法，依次由以下步驟組成(1)合成納米氧化鋁模板(a)將鋁片先用70％高氯酸和無水乙醇混合液在0～5℃下拋光5～10分鐘，電壓為15～22V；混合液中高氯酸和無水乙醇的體積比14；(b)鋁片用二次水清洗后在多元酸及其對應的電壓下首次氧化1～2小時，以不銹鋼板做對電極；然后在60℃下以6％的磷酸和1.8％的鉻酸混合洗液清洗鋁片半小時，除去氧化膜；(c)鋁片用二次水清洗后，用與上述(b)步驟相同的電壓進行陽極氧化6小時；然后用氯化物飽和水溶液剝離鋁基質，再用5％的磷酸通孔30分鐘，得到納米氧化鋁模板，清洗并保存在二次水中；(2)玻碳電極經金相砂紙和氧化鋁拋光成鏡面，用硝酸和氫氧化鈉處理，然后用二次蒸餾水充分洗滌后，將納米氧化鋁模板緊密的裝配在玻碳電極上，浸入pH＝3的0.2mol/L吡咯溶液，在0～0.75V電壓范圍內，以100mv/s的速度掃描200周次，取出，用5％HPO3浸泡，溶去模板后用二次水洗滌后晾干。
2.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于(b)步驟中的多元酸為0.5～1.5mol/L硫酸，對應電壓為18～22V。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于(b)步驟中的多元酸為0.1～0.5mol/L草酸，對應電壓為30～50V。
4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于(b)步驟中的多元酸為0.3～1.0mol/L磷酸，對應電壓為100～130V。
5.根據權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于(c)步驟中采用納米氧化鋁膜為模板，玻碳電極為電極。
全文摘要
本發明公開了一種利用電化學聚合方法，制備出具有高度有序的納米陣列的高導電性聚吡咯材料的方法。本發明制備方法簡單，工藝簡化，整個流程時間短，合成條件在常態下就可以進行，因此成本低廉；還由于采用二次氧化法制備納米氧化鋁材料，生成的聚吡咯直徑統一，排列有序，用循環伏安法合成的聚吡咯材料導電性能優秀，并且長度可由循環周次可控，很容易達到生產需要。
文檔編號C25B3/00GK1597733SQ20041002816
公開日2005年3月23日 申請日期2004年7月21日 優先權日2004年7月21日
發明者程發良 申請人:東莞理工學院