三维介孔金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115746296A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211411734.XG01N27/48(2006.01)(22)申请日2022.11.11(71)申请人浙江大学杭州国际科创中心地址311200浙江省杭州市经济技术开发区萧山区建设三路733号(72)发明人朱国栋杨坤翁小乐王凌文巢洋陈璐(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224专利代理师高燕(51)Int.Cl.C08G73/02(2006.01)C08K3/08(2006.01)C08K3/04(2006.01)G01N27/30(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称三维介孔金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种三维介孔金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料及其制备方法，包括以下步骤：(1)将羧基化的碳纳米管加入到含苯胺单体的酸溶液中分散均匀形成分散液，吸附浸泡1‑12h；之后向分散液中加入无水乙醇；(2)缓慢向步骤(1)得到的无水乙醇分散液中加入含氧化剂和四氯金酸的酸溶液，进行聚合反应3‑10h；(3)反应结束后，分离、洗涤并干燥后得到金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料。本发明的复合材料具有三维互联的介孔结构、丰富的活性位点，金纳米颗粒的均匀负载提升了复合材料的稳定性和电催化活性，可用于环境水体中重金属污染物镉和铅离子的电化学测定，具有高的灵敏度和稳定性。CN115746296ACN115746296A权利要求书1/1页1.一种三维介孔金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将羧基化的碳纳米管加入到含苯胺单体的酸溶液中分散均匀形成分散液，吸附浸泡1‑12h；之后向分散液中加入无水乙醇；(2)缓慢向步骤(1)得到的无水乙醇分散液中加入含氧化剂和四氯金酸的酸溶液，进行聚合反应3‑10h；(3)反应结束后，分离、洗涤并干燥后得到金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)得到的分散液中，碳纳米管的浓度为0.5‑2.0g/L；苯胺单体的浓度为0.01‑0.05moL/L。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，分散液与无水乙醇的体积比为0.5‑1.5:1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)的含氧化剂和四氯金酸的酸溶液中，氧化剂浓度为0.01‑0.05moL/L；四氯金酸的浓度为0.005‑0.02moL/L。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，聚合反应温度为‑30‑10℃，聚合反应时间为2‑6h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，步骤(1)得到的无水乙醇分散液与含氧化剂和四氯金酸的酸溶液的体积比为0.5‑1.5:1。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，以10‑50mL/h的速度将含氧化剂和四氯金酸的酸溶液滴加到步骤(1)得到的无水乙醇分散液中。8.一种三维介孔金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料，其特征在于，采用如权利要求1‑7任一项所述的制备方法制备得到。9.根据权利要求8所述的三维介孔金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料，其特征在于，所述的三维介孔金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料中，碳纳米管的直径为20‑1000nm；聚苯胺纳米线的长度为20‑50nm；金纳米颗粒的粒径为0.2‑5nm。10.一种如权利要求8或9所述的三维介孔金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料在环境水体中重金属污染物的电化学测定中的应用。2CN115746296A说明书1/6页三维介孔金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种三维介孔金纳米颗粒修饰聚苯胺纳米线阵列/碳纳米管复合材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]聚苯胺(PANI)作为一种经典的高分子导电聚合物，具有原料易得，合成简单，质子酸掺杂及优异的电化学性能，广泛用于制备电极材料、电化学传感器、能源和催化等领域。然而，由于聚苯胺在聚合过程中的团聚特性，传统化学氧化聚合法制备的块状聚苯胺无序堆积结构，表面积有限，活性位点未得到充分暴露，电子传输能力及对分析物的检测能力较差。与块状聚苯胺相比，有序的聚苯胺纳米线/纳米管阵列复合材料可提供更多的活性位点，允许快速的电荷转移和质量传输，这对传感过程中涉及的吸附‑解吸和表面反应极为有利[JournalofHazardousMateri