[发明专利]一种自组装多孔聚苯胺/钴核壳球状结构吸波材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种自组装多孔聚苯胺/钴核壳球状结构吸波材料的制备方法，步骤一、将苯胺溶于有机溶剂形成油相悬浮液；步骤二、对钴粉进行改性，得到表面富含氨基的改性钴粉，即使钴粉表面具有聚苯胺的生长位点；步骤三、将改性钴粉、没食子酸和过硫酸铵溶于去离子水中，得到水相溶液；步骤四、将水相溶液缓慢滴入油相悬浮液，形成自组装反应体系，在保温条件下进行聚合反应，反应结束后经后处理得到的聚苯胺/钴核壳球。本发明具有稳定、吸波效果优异等优点。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种吸波材料，尤其涉及一种自组装多孔聚苯胺/钴核壳球状结构吸波材料的制备方法。

背景技术

随着无线技术的不断发展，电磁污染不仅使环境日益恶化，也严重危害人类的健康，人们越来越关注电磁辐射的危害及其公共环境的影响。因此，电磁波吸收材料在隐身技术和保护人类方面具有重要的作用。良好的吸波材料要求材料厚度薄，质量轻，电磁波吸收性能优异。

聚苯胺具有单体廉价、易合成、重量轻、导电性好、具有潜在的高性能电磁波吸收性能等优点，是最有发展前途的导电高分子材料之一。通过不同的聚合工艺，可以制备出纳米粒子状、纳米纤维状、纳米管状和微球状等多种形态的聚苯胺。其中，多孔微球状聚苯胺因其在药物传递、生物传感器、超级电容器、电极、电磁波吸收材料等方面的潜在应用而受到广泛关注。在众多制备工艺中，模板法和无模板法是目前应用最广泛的制备特殊形貌聚苯胺的方法。模板法的制备方法复杂，而且受到现有模板的尺寸和形态的限制，同时需要对样品进行一些后处理，去除模板后很难维持有序的聚苯胺结构。与之相反，无模板自组装法是一种简便、高效、可控的合成多孔微球状聚苯胺的方法。

但是，单一组分的聚苯胺吸波材料具有损耗机制单一、吸波频带窄等缺点。虽然目前也有些含聚苯胺的多组分吸波材料，例如申请号为201310562605.5的发明申请公开了一种石墨烯/聚苯胺/钴复合吸波材料及制备方法，申请号为201210005404.0的发明申请公开了一种膨胀石墨/聚苯胺/钴铁氧体吸波材料及制备工等，均存在由于钴与聚苯胺结合性差而导致吸波效果有限，可能需要再结合其他组分(例如石墨烯)以提高吸波性能等问题。

发明内容

本发明提供一种自组装多孔聚苯胺/钴核壳球状结构吸波材料的制备方法，以克服现有技术的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种自组装多孔聚苯胺/钴核壳球状结构吸波材料的制备方法，步骤一、将苯胺溶于有机溶剂形成油相悬浮液；步骤二、对钴粉进行改性，得到表面富含氨基的改性钴粉，即使钴粉表面具有聚苯胺的生长位点；步骤三、将改性钴粉、没食子酸和过硫酸铵溶于去离子水中，得到水相溶液；步骤四、将水相溶液缓慢滴入油相悬浮液，形成自组装反应体系，在保温条件下进行聚合反应，反应结束后经后处理得到的聚苯胺/钴核壳球。

进一步，本发明提供一种自组装多孔聚苯胺/钴核壳球状结构吸波材料的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，对钴粉依次进行硅烷偶联剂表面改性和硝化表面改性。

进一步，本发明提供一种自组装多孔聚苯胺/钴核壳球状结构吸波材料的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤四中，在聚合反应过程中，在水油两项反应界面设置超声装置，进行超声。

进一步，本发明提供一种自组装多孔聚苯胺/钴核壳球状结构吸波材料的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤四中，超声装置进行间隔超声，30min超声一次，一次持续时间为1min，超声持续整个反应过程中。

进一步，本发明提供一种自组装多孔聚苯胺/钴核壳球状结构吸波材料的制备方法，还可以具有这样的特征：其中，步骤二中，钴粉依次进行硅烷偶联剂表面改性和硝化表面改性的具体方法为：步骤a、按照体积分数乙醇：水＝9:1制备50mL混合溶液，将2g钴粉加入到溶液中，将0.2g KH-550缓慢滴加入溶液中，超声15min，加乙酸调节pH＝5,再次超声以及搅拌4h，对产物抽滤水洗，50℃干燥24h，收集产物，反应式为：