[发明专利]具有超亲水性的聚吡咯微/纳米多级结构的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微/纳米多级结构材料的制备方法，尤其是涉及一种具有超亲水性的聚吡咯微/纳米多级结构的制备方法。

背景技术

一维纳米材料因其尺寸上的微观性，从而表现出特殊的光、电、磁及生物活性等特性。这些特性使其在微观领域和纳米器件研制方面有着重要的应用前景。将一维纳米材料进行组装和集成，有目的地制备具有特定形貌的微/纳米多级结构，可进一步获得新的综合性能，并实现其在微纳米器件等领域的应用，如组装后的一维纳米材料可用作微型集成电路中的导线和内核(Huang，Y.，X.F.Duan，et al.(2001).″Directed assembly of one-dimensionalnanostructures into functional networks.″Science 291(5504)：630-633；Kovtyukhova，N.I.and T.E.Mallouk(2002).″Nanowires as Building Blocks for Self-Assembling Logic and Memory Circuits.″Chemistry-A European Journal 8(19)：4355-4363)。目前已有大量有关微/纳米多级结构的报道，多种具有不同形貌的半导体和金属(如碳、硅、钨等)的微/纳米多级结构，如梳状、海胆状、羽毛状等均被成功制备(Pan，Z.W.，S.M.Mahurin，et al.(2005).″Nanowire array gratingswith ZnO combs.″Nano Letters5(4)：723-727；Gu，Z.J.，T.Y.Zhai，et al.(2006).″Controllableassembly of WO3 nanorods/nanowires into hierarchical nanostructures.″Journal of PhysicalChemistry B110(47)：23829-23836；Shi，H.T.，L.M.Qi，et al.(2005).″Architectural control ofhierarchical nanobelt superstructures in catanionic reverse micelles.″Advanced FunctionalMaterials 15(3)：442-450)。

聚吡咯是一种导电聚合物，作为新材料，有稳定性好、掺杂后导电性高等优点。具有一维纳米结构的聚吡咯纳米线，兼具导电聚吡咯和一维纳米材料的共同优点，因此它在超微型纳米器件、高灵敏度化学和生物传感器、高密度能量存储元件等方面有巨大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有超亲水性的聚吡咯微/纳米多级结构的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)以吡咯和高氯酸锂的水溶液为电解液，采用电化学法在预处理后的工作电极表面制备具有微米形貌的聚吡咯膜；

2)在由吡咯、高氯酸锂、形貌诱导剂和磷酸盐缓冲液组成的电解液中，采用电化学法在步骤1)制备的具有微米形貌的聚吡咯膜表面合成聚吡咯纳米线。

在步骤1)中，所述工作电极最好为ITO导电玻璃，其面积为0.2～2cm²，电导率为0.1～1.0S cm^-1；所述预处理最好是依次用去离子水、无水乙醇、去离子水超声清洗后烘干；按摩尔体积比，所述电解液中吡咯浓度最好为0.05～0.40mol/L，高氯酸锂浓度最好为0.04～0.20mol/L；所述电化学法指恒电位法、恒电流法或循环伏安法，当采用恒电位法时，电位施加范围最好为0.60～1.10V，施加时间最好为50～1800s；当采用恒电流法时，电流密度最好为0.6～10.0mA/cm²，施加时间最好为60～1800s；当采用循环伏安法时，电位扫描范围最好为0～1.1V，电位扫描速率最好为10～200mV/s，扫描周数最好为5～50周。