[发明专利]自身模板法合成聚吡咯空心球的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于导电聚合物材料技术领域。 

背景技术

聚吡咯作为一种被广泛研究的导电聚合物，由于其独特的掺杂机理、较高的环境稳定性、良好的氧化还原性以及原料易得等特征，在电池材料、金属防腐，电磁屏蔽、分子器件、传感器等方面存在着潜在的应用前景，聚吡咯空心球可用作污染物的运载工具，药物的可控释放，催化剂的载体等。众所周知，材料的形貌对其性能具有决定性的影响，表面活性剂体系中制备聚吡咯以及采用“硬”模板法制备聚吡咯是常见的合成聚吡咯空心球特定形貌的方法。 

发明内容

本发明目的在于提出一种方便生产的自身模板法合成聚吡咯空心球的生产方法。 

本发明技术方案是：先将氯化汞溶解在去离子水中，然后加入吡咯液体，以磁力搅拌器搅拌均匀，得到直径为140～270纳米的吡咯汞盐实心球形络合物；然后将吡咯汞盐实心球形络合物加入过硫酸铵溶液，搅拌反应，得到直径为250～450纳米的聚吡咯空心球。 

所述吡咯汞盐实心球形络合物中吡咯与过硫酸铵溶液中过硫酸铵的摩尔比为1︰1。 

本发明采用吡咯汞盐络合物作为自身模板可以有效地制备和控制聚吡咯空心球，为聚吡咯空心球的合成方法拓宽了途径。 

本发明操作简便，产物易得，原料中HgCl₂经过反应后以Hg₂Cl₂的形式掺杂聚吡咯中，对环境不造成二次污染；此外Hg₂Cl₂对广谱菌有一定的抗菌性；同时也正是由于Hg₂Cl₂的掺杂，使得聚吡咯具有疏水性。值得提出的是，这种合成方法一方面省略了表面活性剂的使用，另外一方面，合成聚吡咯空心球过程中既不需要对自身模板进行修饰，也不需要在反应结束后去除模板。 

本发明反应溶液中没有任何的表面活性剂或SiO₂等“硬”模板，无需任何外界软或硬模板作用；水溶液中吡咯和氯化汞直接形成球形大小均一白色络合物乳液，无需超声分散，直接在搅拌条件下加入引发剂过硫酸铵溶液继续反应，得到掺杂Hg₂Cl₂聚吡咯空心球，制成的聚吡咯空心球形貌均一分散度好，聚吡咯空心球尺寸可控。 

本发明所述氯化汞与吡咯液体的投料质量比为1～4︰1～2，可通过控制吡咯与氯化汞两者物质的量比例调控络合物的大小。 

如，所述氯化汞与吡咯液体的投料质量比为1︰2时，得到吡咯汞盐实心球形络合物；然后将吡咯汞盐实心球形络合物加入过硫酸铵溶液，搅拌反应，可得到的聚吡咯空心球的外直径为400 nm，内直径约200 nm，壳厚100 nm。 

如，所述氯化汞与吡咯液体的投料质量比为1︰1时，得到吡咯汞盐实心球形络合物；将吡咯汞盐实心球形络合物加入过硫酸铵溶液，搅拌反应，可得到的聚吡咯空心球的外直径约250 nm，内直径约160 nm，壳的厚度45 nm。 

如，所述氯化汞与吡咯液体的投料质量比为2︰1时, 得到吡咯汞盐实心球形络合物；将吡咯汞盐实心球形络合物加入过硫酸铵溶液，搅拌反应，聚吡咯空心球的外直径450 nm，内直径约300 nm，壳厚度约75 nm。 

再如，所述氯化汞与吡咯液体的投料质量比为4︰1时, 将吡咯汞盐实心球形络合物加入过硫酸铵溶液，搅拌反应，聚吡咯空心球的外直径380nm，内直径约300 nm，壳厚度约40 nm。 

附图说明

图1中，A为吡咯汞盐络合物的扫描电镜；B为透射电镜图。 

图2中，A为氯化汞与吡咯液体的投料质量比为1︰2所获得的聚吡咯空心球的扫描电镜图；B为氯化汞与吡咯液体的投料质量比为1︰2所获得的聚吡咯空心球的透射电镜图。 

图3中，A为氯化汞与吡咯液体的投料质量比为1︰1所获得的聚吡咯空心球的扫描电镜图；B为氯化汞与吡咯液体的投料质量比为1︰1所获得的聚吡咯空心球的透射电镜图。 

图4中，A为氯化汞与吡咯液体的投料质量比为2︰1所获得的聚吡咯空心球的扫描电镜图；B为氯化汞与吡咯液体的投料质量比为2︰1所获得的聚吡咯空心球的透射电镜图。 

图5中，A为氯化汞与吡咯液体的投料质量比为4︰1所获得的聚吡咯空心球的扫描电镜图；B为氯化汞与吡咯液体的投料质量比为4︰1所获得的聚吡咯空心球的透射电镜图。 

具体实施方式

一、实施例1： 

1、制备吡咯汞盐络合物