[发明专利]电泳沉积制备形貌可控的导电聚苯胺膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及导电聚苯胺膜的制备方法，具体涉及电泳沉积制备形貌可控的导电聚苯胺膜的方法。

背景技术

导电聚合物又称导电高分子，是由具有共轭双键的高分子主链经化学或电化学掺杂而显示半导体甚至导体性质的聚合物。通过可逆的掺杂-脱掺杂能够实现导电性能的转换，可根据使用的需要在绝缘体、半导体和导体之间进行调节。导电聚合物所具有的物理化学性能，是迄今为止任何材料都无法比拟的。

聚苯胺在空气中有良好的稳定性、较高的电导率、较低的成本及结构的多样化、特殊的掺杂机制等,是最具应用前景的导电高聚物之一。但是，由于分子间的强烈作用和高刚性链，处于导电态的掺杂聚苯胺几乎不溶于任何溶剂，加热直至分解仍不熔融，综合力学性能较差，无法用传统方法直接成型加工，这在很大程度上限制了它的应用，制备聚苯胺膜是解决其难加工问题的一种有效途径。使用苯胺单体为原料，在酸体系下，采用电化学沉积的方法制备聚苯胺膜是较为有效的一种成膜方法，但是该方法获得的聚苯胺膜的形貌难以控制，难以满足一些对材料形貌具有特殊要求的领域，如聚苯胺分子导线、分子线圈、分子器件及传感器等应用领域，即在很多前沿领域的应用受到限制。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供电泳沉积制备形貌可控的导电聚苯胺膜的方法，具有方法简单、电化学性能良好的特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：电泳沉积制备形貌可控的导电聚苯胺膜的方法，包括以下步骤：

1）清洗氧化铟导电玻璃（ITO）作为工作电极，依次用丙酮、乙醇、蒸馏水在超声波清洗机中各超声20min，并在40℃下干燥2h，洗净的工作电极放入密封袋中保存待用；

2）取导电聚苯胺（PANI）粉末，溶于甲酸中得到浓度为1g/L的PANI甲酸溶液，以PANI甲酸溶液为分散介质，以乙腈为分散剂，配置浓度为0.01~0.5g/L的PANI溶胶；

3）取PANI溶胶至烧杯中，将工作电极与铂片电极固定，铂片电极连接正极，工作电极连接负极，接通直流工作电源，控制沉积电压为50～150V，沉积时间为60～300s，沉积完成后，用蒸馏水淋洗铂片电极，避光晾干，在工作电极上沉积得PANI膜。

所述的PANI可为化学合成的，具有不同形貌的PANI及其复合材料，包括纳米棒状、纳米管状、纳米纤维状、纳米线状、片状，球状，制备的PANI膜可保持原有的PANI形貌，即与其原有的化学合成所得的PANI形貌一致。

所述的工作电极与铂片电极的面积一致。

本发明具有以下有益效果：

通过化学合成的导电聚苯胺为电解质，以直流电源为工作电源，铂片电极为对电极，采用电泳沉积的方法在氧化铟导电玻璃工作电极上制备得具有较佳电化学性能的导电聚苯胺膜，利用化学合成法较为容易的控制导电聚苯胺的微观形貌，如纳米棒状、纳米管状、纳米纤维状、纳米线状、片状，球状等。经该方法制备的导电聚苯胺膜的微观形貌与其原有的化学合成所得的导电聚苯胺形貌一致，即使用本发明的方法可根据化学法较为容易的调节导电聚苯胺的微观形貌，从而控制导电聚苯胺膜的微观形貌，同时具有良好的电化学性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一：

1）清洗氧化铟导电玻璃（ITO）作为工作电极，依次用丙酮、乙醇、蒸馏水在超声波清洗机中各超声20min，并在40℃下干燥2h，洗净的工作电极放入密封袋中保存待用；

2）取具有纳米纤维状形貌的导电聚苯胺（PANI）粉末，溶于甲酸中得到浓度为为1g/L的PANI甲酸溶液，以PANI甲酸溶液为分散介质，以乙腈为分散剂，配置浓度为0.01g/L的PANI溶胶；

3）取PANI溶胶至烧杯中，将工作电极与铂片电极（对电极）固定，铂片电极连接正极，工作电极连接负极，接通直流工作电源，控制沉积电压为50V，沉积时间为60s，沉积完成后，用蒸馏水淋洗铂片电极，避光晾干，在工作电极上沉积得具有纳米纤维状形貌的PANI膜。

实施例二：

1）清洗氧化铟导电玻璃（ITO）作为工作电极，依次用丙酮、乙醇、蒸馏水在超声波清洗机中各超声20min，并在40℃下干燥2h，洗净的工作电极放入密封袋中保存待用；

2）取具有纳米纤维状形貌的导电聚苯胺（PANI）粉末，溶于甲酸中得到浓度为为1g/L的PANI甲酸溶液，以PANI甲酸溶液为分散介质，以乙腈为分散剂，配置浓度为0.5g/L的PANI溶胶；