[发明专利]一种自支撑聚苯胺纳米丛的制备方法与装置

权利要求书

1.一种自支撑聚苯胺纳米丛的制备方法，其特征在于，先分别配制苯胺单体溶液、氧化剂溶液，然后在高压电场下以静电喷雾的方式，将苯胺单体、氧化剂依次喷射到导电基材上；在高压电场下反应后，取下导电基材转移至阴凉处继续反应，最后得到聚苯胺纳米丛。

2.如权利要求1所述的自支撑聚苯胺纳米丛的制备方法，其特征在于，所述苯胺单体溶液中苯胺单体的浓度为0.1～1.5M，溶剂采用含有掺杂酸的浓度为1M的盐酸水溶液。

3.如权利要求2所述的自支撑聚苯胺纳米丛的制备方法，其特征在于，所述掺杂酸采用醋酸、草酸、磺基水杨酸、对甲苯磺酸、樟脑磺酸、十二烷基苯磺酸中的一种或几种，其在盐酸水溶液中的浓度为0.1～3.0M。

4.如权利要求1所述的自支撑聚苯胺纳米丛的制备方法，其特征在于，所述氧化剂溶液中氧化剂的浓度为0.02～3.0M；氧化剂为过硫酸铵、三氯化铁、硫酸亚铁、重铬酸盐、高锰酸盐和过氧化氢中的任意一种或几种。

5.如权利要求1所述的自支撑聚苯胺纳米丛的制备方法，其特征在于，所述苯胺单体与氧化剂的摩尔比为3:1～1:5。

6.一种自支撑聚苯胺纳米丛的制备装置，其特征在于，包括分别盛有苯胺单体溶液、氧化剂溶液的两个容器(1)，两种溶液分别通过流动泵(2)与喷射针头(3)连接，喷射针头(3)的下方设有导电收集基材(6)，导电收集基材(6)设于旋转平台(5)上；喷射针头(3)与导电收集基材(6)之间设有高压电源(4)。

7.如权利要求6所述的自支撑聚苯胺纳米丛的制备装置，其特征在于，所述流动泵的流速为0.04～2.0mL/h；高压电源(4)的电压为10～25kV；旋转平台(5)的转速为0～500rpm。

8.如权利要求6所述的自支撑聚苯胺纳米丛的制备装置，其特征在于，与所述氧化剂溶液或苯胺溶液连通的喷射针头(3)为单根针头或多根针头，针头的管径为0.4～1.6mm。

9.如权利要求6所述的自支撑聚苯胺纳米丛的制备装置，其特征在于，所述导电收集基材(6)为碳布、碳纸、石墨烯膜、不锈钢薄片或镍网；喷射针头(3)与导电收集基材(6)之间的接收距离为10～30cm。

10.如权利要求6所述的自支撑聚苯胺纳米丛的制备装置，其特征在于，所述苯胺溶液先喷射，喷射时间为5min～1h；随后再喷射氧化剂溶液，喷射时间为10min～2h；喷射完毕后，保持高压反应30min，取下导电收集基材(6)继续反应2～10h。