Способ получения полианилина, допированного металлом - RU2606231C1

Описание

Предлагаемое изобретение относится к способу получения полианилина, допированного металлом, и может быть использовано в электронной технике для изготовления электродов конденсаторов и т.д.

Известен электрохимический способ получения полианилина, легированного металлом, который включает приготовление растворов и проведение электролиза при температуре 10-30°С и постоянной плотности тока 1-10 мА/см²с использованием рабочего электрода и вспомогательного электрода из нержавеющей стали, в качестве солей переходных металлов применяют сульфаты переходных металлов, полученный полианилин, легированный металлом, обрабатывают щелочным раствором с рН 8-10 (RU 2505558 C1, опубл. 27.01.2014).

Существенными признаками, сходными с заявляемым способом являются приготовление растворов, использование солей переходных металлов.

Однако данный способ получения полианилина легированного металлом является сложным из-за необходимости использования специального оборудования.

Известен ферментативный способ получения электропроводящих полимеров, который включает проведение окислительной полимеризации соответствующих мономеров в присутствии оксидазы, кислого допанта, окислителя, приемлемого для оксидазы, и ускорителя ферментативной реакции, отличающийся тем, что в качестве ускорителя ферментативной реакции используют соль комплекса переходного металла, имеющего редокс-потенциал от 0,35 до 0,95 В, выбранную из группы, содержащей цианидные комплексы молибдена, осмия, рутения, вольфрама, железа, при этом pН составляет 2,5-5,5 и температура 0-30°C, а в качестве окислителя используют молекулярный кислород (RU 2446213 С2, опубл. 27.03.2012).

Существенными признаками, сходными с заявляемым способом, являются проведение окислительной полимеризации, использование соли переходного металла и температуры 30°C.

Недостатками данного способа являются применение оксидазы, получение которой требует специальных условий, организмов и оборудования.

Наиболее близким к заявленному способу получения является способ получения проводящего полианилина. Данный способ представляет собой получение проводящего полианилина без добавления какой-либо кислоты в реакцию, включающего растворение окислителя в чистом растворителе, добавление анилинового мономера по каплям при перемешивании, выдерживание реакционной смеси при температуре от 10 до 35°C в течение периода времени от 4 до 10 ч, осаждение полимера погружением реакционной смеси в дистиллированную воду и отделение полимера с получением проводящего полианилина (RU 2323228 C1, опубл. 27.04.08).

Существенными признаками, сходными с заявляемым способом, являются растворение окислителя в чистом растворителе, добавление анилинового мономера по каплям при перемешивании, выдерживание реакционной смеси при температуре 30°C.

Недостатком данного способа является получение полианилина в качестве простого вещества, требующего дополнительных технологических операций для нанесения его на подложку.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение способа получения полианилина, допированного металлом, на подложке непосредственно в процессе полимеризации.

Технический результат достигается за счет того, что используют допант, причем допант выбран из группы, включающей соли металлов (хлорид меди (II), оксихлорид циркония (IV), хлорид олова (II), хлорид марганца (II), хлорид кобальта (II) и др.), кроме того, допант используют с концентрацией 0,1-0,5 моль/дм³, осаждение полианилина на подложку происходит в процессе полимеризации, время протекания полимеризации и осаждения полианилина на подложке 40-60 часов.

Для достижения технического результата в способе получения полианилина допированного металлом, включающем растворение окислителя в чистом растворителе, добавление анилинового мономера по каплям при перемешивании и выдерживание реакционной смеси при температуре 30°C, используют допант, причем допант выбран из группы, включающей соли металлов (хлорид меди (II), оксихлорид циркония (IV), хлорид олова (II), хлорид марганца (II), хлорид кобальта (II) и др.), кроме того, допант используют с концентрацией 0,1-0,5 моль/дм³, причем в реакционную смесь помещают стеклянную подложку, осаждение полианилина на подложку осуществляют в процессе полимеризации, а время протекания полимеризации и осаждения полианилина на подложке 40-60 часов.

Способ осуществляется следующим образом. Окислитель растворяют в растворителе, при постоянном перемешивании прибавляют раствор соли металла. Далее по каплям прибавляют анилиновой мономер. В полученную реакционную смесь помещают стеклянную подложку. Реакционную смесь с подложкой выдерживают при температуре 30°C в течение 40-60 часов.

Примеры выполнения способа.

Пример 1

Персульфат калия (5,95 г) растворяют в дистиллированной воде (150 см³). Прибавляют раствор хлорида меди (II) (50 см³) концентрацией 0,1 моль/дм³ при перемешивании. Анилин (2 см³) прибавляют по каплям при постоянном перемешивании 300 об/мин в течение 15 минут. В чашку Петри наливают реакционную смесь (10 см³) и помещают в нее стеклянную подложку. Дают возможность протеканию полимеризации и осаждению полианилина на подложке. Реакционную смесь с подложкой выдерживают при температуре 30°C в течение 40 часов.

Пример 2

Персульфат калия (5,95 г) растворяют в дистиллированной воде (150 см³). Прибавляют раствор оксихлорида циркония (IV) (50 см³) концентрацией 0,1 моль/дм³ при перемешивании. Анилин (2 см³) прибавляют по каплям при постоянном перемешивании 300 об/мин в течение 15 минут. В чашку Петри наливают реакционную смесь (10 см³) и помещают в нее стеклянную подложку. Дают возможность протеканию полимеризации и осаждению полианилина на подложке. Реакционную смесь с подложкой выдерживают при температуре 30°C в течение 40 часов.

Пример 3

Персульфат калия (5,95 г) растворяют в дистиллированной воде (150 см³). Прибавляют раствор хлорида олова (II) (50 см³) концентрацией 0,1 моль/дм³ при перемешивании. Анилин (2 см³) прибавляют по каплям при постоянном перемешивании 300 об/мин в течение 15 минут. В чашку Петри наливают реакционную смесь (10 см³) и помещают в нее стеклянную подложку. Дают возможность протеканию полимеризации и осаждению полианилина на подложке. Реакционную смесь с подложкой выдерживают при температуре 30°C в течение 40 часов.

Реферат

Изобретение относится к способу получения полианилина, допированного металлом, который может быть использован в электронной технике для изготовления датчиков газовых сред, электродов конденсаторов и т.д. Способ заключается в том, что вначале готовят реакционную смесь: окислитель растворяют в чистом растворителе, добавляют допант с концентрацией 0,1-0,5 моль/дм. Далее при перемешивании добавляют по каплям анилиновый мономер. В полученную реакционную смесь помещают стеклянную подложку. Затем проводят полимеризацию в течение 40-60 часов при температуре 30°C. Во время полимеризации происходит осаждение полианилина на подложку. В качестве допанта используют соль металлов, которую выбирают из группы, включающей хлорид меди (II), оксихлорид циркония (IV), хлорид олова (II). Изобретение позволяет упростить способ получения полианилина на подложке в процессе полимеризации. 3 пр.

Формула