[发明专利]中空核壳复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种中空核壳复合材料，其特征在于，包括：具有中空结构的核、负载在所述核上的纳米金颗粒以及覆盖在所述核表面的壳；其中，所述的核由多孔聚苯胺/聚吡咯共聚物形成，所述的壳由多个片状氧化锰组成。

2.根据权利要求1所述的中空核壳复合材料，其特征在于：所述多孔聚苯胺/聚吡咯共聚物、纳米金颗粒与用于形成所述片状氧化锰的前驱物的质量比为1:1-10:5-25。

3.根据权利要求1所述的中空核壳复合材料，其特征在于：所述核的直径为50-150nm，且中空部分的体积占比为10%-50%。

4.根据权利要求1所述的中空核壳复合材料，其特征在于：所述纳米金颗粒的粒径为5-15nm。

5.根据权利要求1所述的中空核壳复合材料，其特征在于：所述片状氧化锰的片径为10-30nm。

6.根据权利要求1所述的中空核壳复合材料，其特征在于：用于形成所述片状氧化锰的前驱物采用KMnO₄。

7.权利要求1-6中任一项所述中空核壳复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）在冰浴条件下将苯胺单体、吡咯单体、表面活性剂及水均匀混合形成混合液，再在所述混合液内加入过硫酸盐进行反应，获得聚苯胺/聚吡咯共聚物；

（2）在室温条件下，将所述聚苯胺/聚吡咯共聚物均匀分散于水中，形成聚苯胺/聚吡咯共聚物分散液，再在所述聚苯胺/聚吡咯共聚物分散液内加入分散剂和纳米金颗粒，从而获得均匀、单分散的纳米金颗粒负载的多孔聚苯胺/聚吡咯共聚物；

（3）在室温条件下，将高锰酸盐加入所述纳米金颗粒负载的多孔聚苯胺/聚吡咯共聚物的分散液中，持续搅拌反应后，使至少部分的高锰酸盐被还原形成片状氧化锰，并使多孔聚苯胺/聚吡咯共聚物被刻蚀形成中空结构，从而获得中空核壳复合材料。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述混合液内苯胺单体的浓度为1.0mg/ml-10.0 mg/ml，吡咯单体的浓度为1.0mg/ml-8.0 mg/ml，表面活性剂的浓度为0.1mg/ml-2.0 mg/ml。

9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂采用TX-100。

10.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述纳米金颗粒的制备方法包括：向煮沸的氯金酸溶液中加入柠檬酸三钠溶液，形成含有所述纳米金颗粒的胶体金溶液；其中，所述氯金酸溶液的浓度为0.5mmol/L-5mmol/L，所述柠檬酸三钠溶液的浓度为0.5wt%-3wt%。

11.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述聚苯胺/聚吡咯共聚物分散液的浓度为0.1mg/ml-0.5 mg/ml，加入到所述聚苯胺/聚吡咯共聚物分散液内的分散剂的浓度为1.0mg/ml-5.0 mg/ml。

12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮。

13.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）包括：将浓度为0.05mol/L-0.5mol/L的KMnO₄溶液加入浓度为0.1mg/ml-0.5 mg/ml的纳米金颗粒负载的多孔聚苯胺/聚吡咯共聚物的分散液中，并使所述KMnO₄溶液与所述纳米金颗粒负载的多孔聚苯胺/聚吡咯共聚物的分散液的体积比为1：2~5：1，之后搅拌反应3h-24h，从而获得中空核壳复合材料。

14.权利要求1-6中任一项所述中空核壳复合材料于制备光热转换材料中的用途。