[发明专利]一种快速制备Ag/PPy复合材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Ag/PPy复合材料的制备方法，具体涉及利用化学方法提高银离子与吡咯单体之间的动力学反应速度的方法。

背景技术

贵金属/导电高分子材料是金属/聚合物复合材料的一个重要分支，在生物、存储、电子和催化等方面都具有重要的应用。利用贵金属和单体之间的氧化还原反应是一种简单有效的制备贵金属/导电高分子复合材料的方法，目前，利用这种方法已经制备出包括金/聚吡咯、金/聚苯胺、银/聚吡咯和银/聚苯胺等复合材料。然而，在制备银/聚吡咯复合材料时，发现虽然银离子和吡咯单体之间的反应在热力学上是可行的，但是该反应的动力学速度很慢[Matthew C.Henry，Chen-Chan Hsueh，Brian P.Timko，Michael S.Freund，Reaction of pyrroleand chlorauric acid，：a new route to composite colloids，J.Electrochem.Soc.148(11)(2001)D155-D161.]，例如，在没有光照的条件下，0.5M硝酸银+0.5M吡咯水溶液中形成银/聚吡咯膜需要48小时[M.A.Breimer，G.Yevgeny，S.Sy，O.A.Sadik，Incorporation ofmetal nanoparticles in photopolymerized organic conducting polymers：A mechanistic insight，Nano Lett.1(2001)305-308.]。虽然，紫外光辐照在一定程度上可以缩短该过程所需的时间，但是仍需数小时，而且有关其它有效提高该反应动力学速度的方法鲜见报道。

发明内容

本发明目的旨在提出一种简单而有效的快速制备银/聚吡咯复合材料的方法，以便有效解决复合材料形成过程中的动力学速度问题。

本发明的制备方法包括如下步骤：

一种快速制备Ag/PPy复合材料的方法，其特征在于它包括如下步骤：

(1)分别将硝酸银和吡咯单体溶解于溶剂中；其中，该溶剂为N，N’-二甲基甲酰胺，水，或乙二醇中的一种，该硝酸银的浓度优化范围为0.5-2.0M，吡咯的浓度优化范围在0.3-2.0M；

(2)将上述硝酸银溶液和吡咯溶液进行混合；

(3)向步骤(2)的混合溶液中加入氨水溶液，加入的氨水与硝酸银的摩尔浓度比R_{氨水/硝酸银}：0.1＜R_{氨水/硝酸银}≤1.8；

(4)将步骤(3)中的样品放置在黑暗中，利用容器壁上黑色薄膜和容器内蓝色溶胶的形成来确定反应的终止时间。

所述的快速制备Ag/PPy复合材料的方法，其特征在于该溶剂优先选取N，N’-二甲基甲酰胺。该溶剂对于硝酸银和吡咯单体均具有良好的溶解性，因此有利于两种反应物的均匀接触，从而提高产物的均匀性和反应速度。

所述的快速制备Ag/PPy复合材料的方法，其特征在于该硝酸银的浓度的优选范围在0.5-1.0M。因为在此浓度范围可使反应以较快的速度进行，同时不会因为浓度过高导致形成的银溶胶的稳定性降低。

所述的快速制备Ag/PPy复合材料的方法，其特征在于该吡咯的浓度的优选范围在0.7-1.4M。对应于硝酸银的优化浓度范围，选取对应的吡咯浓度范围。

本发明的基本原理在于：银离子在碱性条件下有利于还原，而形成的金属纳米粒子对于吡咯单体的聚合具有一定的催化作用，由于其它碱，例如氢氧化钠，氢氧化钾等在加入溶液中时，容易形成氢氧化银沉淀，并转化为氧化银，而氨水在过量的情况下，可以促使银铵络离子的形成，从而减少沉淀的形成，所以，此处采用加入氨水促进银/聚吡咯复合材料的形成。

附图说明

图1本发明方法利用加入氨水的方法制备的银/聚吡咯复合物粉末的FTIR光谱。

图2本发明方法利用加入氨水的方法制备的银/聚吡咯复合物粉末的XRD数据。

具体实施方式

实施例1