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本发明属于导电聚合物领域，具体为一种利用化学氧化法尺寸可控的合成聚吡咯的方法，在材料、化工、高分子及电化学领域都有着广泛的应用。
背景技术：
在导电聚合物系列中，聚吡咯是主要的导电聚合物之一，在传感器，涂层，能量储存和光学器件中具有广泛的应用。由于其独特的性能，如易于制备，可调的电导率，可逆的氧化还原性能，好的环境稳定性和生物相容性，目前已经开发了多种合成聚吡咯纳米结构的合成技术，然而目前温和的合成尺寸可控的形貌非常均匀的球形聚吡咯的方法还未见报道。
技术实现要素：
本发明的目的在于提出一种尺寸可控的合成均匀的球形聚吡咯的合成方案。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种尺寸可控的球形聚吡咯的合成方法，通过在室温下调控吡咯单体、氯化亚铁及双氧水的浓度，并将它们充分混合搅拌反应，再经过洗涤和干燥即制得形貌均匀的不同大小的聚吡咯微球；具体分为以下四种情况：
（1）、将吡咯单体溶解在超纯水中，剧烈搅拌20~40min后，加入fecl2，剧烈搅拌5min后，用蠕动泵匀速滴加h2o2，在2~5min内滴加完毕，持续反应6~12h后，分别利用丙酮和水对产物进行3次过滤洗涤，在烘箱中60℃条件下进行干燥便可制得尺寸大小为1000nm（级别）左右的聚吡咯微球；其中，以超纯水体积为计，每50ml超纯水中加入吡咯单体1~2ml、fecl20.1~0.2g、h2o25~10ml；
（2）、将吡咯单体溶解在超纯水中，剧烈搅拌20~40min后，加入fecl2，剧烈搅拌5min后，用蠕动泵匀速滴加h2o2，在2~5min内滴加完毕，持续反应6~12h后，分别利用丙酮和水对产物进行3次过滤洗涤，在烘箱中60℃条件下进行干燥便可制得尺寸大小为500nm（级别）左右的聚吡咯微球；其中，以超纯水体积为计，每50ml超纯水中加入吡咯单体0.5~0.9ml、fecl20.05~0.09g、h2o22~4ml；
（3）、将吡咯单体溶解在超纯水中，剧烈搅拌20~40min后，加入fecl2，剧烈搅拌5min后，用蠕动泵匀速滴加h2o2，在2~5min内滴加完毕，持续反应6~12h后，分别利用丙酮和水对产物进行3次过滤洗涤，在烘箱中60℃条件下进行干燥便可制得尺寸大小为300nm（级别）左右的聚吡咯微球；其中，以超纯水体积为计，每50ml超纯水中加入吡咯单体0.3~0.4ml、fecl20.03~0.04g、h2o21.0~1.5ml；
（4）、将吡咯单体溶解在超纯水中，剧烈搅拌20~40min后，加入fecl2，剧烈搅拌5min后，用蠕动泵匀速滴加h2o2，在2~5min内滴加完毕，持续反应6~12h后，分别利用丙酮和水对产物进行3次过滤洗涤，在烘箱中60℃条件下进行干燥便可制得尺寸大小为100nm（级别）左右的聚吡咯微球；其中，以超纯水体积为计，每50ml超纯水中加入吡咯单体0.05~0.2ml、fecl20.01~0.02g、h2o20.5~0.8ml。
本发明方法区别于传统合成聚吡咯的方法在于通过简单的控制单体及引发剂氯化亚铁和双氧水的浓度可控的合成了不同大小尺寸均匀的球形聚吡咯，成功做到了对聚吡咯的可控制备，最大可合成尺寸为1000nm的球形聚吡咯，最小合成了尺寸为90nm左右的球形聚吡咯。
本发明设计合理，提出了一种新型的尺寸可控的球形聚吡咯的合成方案，合成的聚吡咯形貌大小可控，且非常均匀，具有好的分散性和稳定性。为不同尺寸的n掺杂碳球的合成提供了极好的前驱体，该专利中控制聚吡咯尺寸的工艺简单，成本低，可以合成形貌均一大小可控的球形聚吡咯，该方法适合不同尺寸的聚吡咯微球的大规模工业化生产。
附图说明
图1表示本发明合成的直径大小为1000nm左右的聚吡咯球的sem图。
图2表示本发明合成的直径大小为500nm左右的聚吡咯球的sem图。
图3表示本发明合成的直径大小为300nm左右的聚吡咯球的sem图。
图4表示本发明合成的直径大小为100nm左右的聚吡咯球的sem图。
图5表示本发明合成的直径大小为100nm左右的聚吡咯球的tem图。
图6表示不同尺度的碳化后的n掺杂碳球修饰玻碳电极（gce）在包含0.2mmda的pbs(ph7.0)缓冲液中的cv曲线。
图6中，曲线a：裸gce；曲线b：1000nm的聚吡咯碳化后的的n掺杂碳球；曲线c：300nm的聚吡咯碳化后的n掺杂碳球；曲线d：90nm的聚吡咯碳化后的n掺杂碳球。
具体实施方式
现在结合附图和以下实施例对本发明作进一步详细的说明，但应了解的是，这些实施例仅为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。
实施例1
将1~2ml吡咯单体溶解在50ml超纯水中，剧烈搅拌20~40min后，加入0.1~0.2gfecl2，剧烈搅拌5min后，用蠕动泵匀速滴加5~10mlh2o2，在2~5min内滴加完毕，持续反应6~12h后，分别利用丙酮和水对产物进行3次过滤洗涤，在烘箱中60℃条件下进行干燥便可制得尺寸大小为1000nm级别的聚吡咯微球，如图1所示，可以看出该微球粒径均匀，大约1000nm左右。
实施例2
将0.5~0.9ml吡咯单体溶解在50ml超纯水中，剧烈搅拌20~40min后，加入0.05~0.09gfecl2，剧烈搅拌5min后，用蠕动泵匀速滴加2~4mlh2o2，在2~5min内滴加完毕，持续反应6~12h后，分别利用丙酮和水对产物进行3次过滤洗涤，在烘箱中60℃条件下进行干燥便可制得尺寸大小为500nm级别的聚吡咯微球，如图2所示，可以看出该微球粒径均匀，大约500nm左右。
实施例3
将0.3~0.4ml吡咯单体溶解在50ml超纯水中，剧烈搅拌20~40min后，加入0.03~0.04gfecl2，剧烈搅拌5min后，用蠕动泵匀速滴加1.0~1.5mlh2o2，在2~5min内滴加完毕，持续反应6~12h后，分别利用丙酮和水对产物进行3次过滤洗涤，在烘箱中60℃条件下进行干燥便可制得尺寸大小为300nm级别的聚吡咯微球，如图3所示，可以看出该微球粒径均匀，大约300nm左右。
实施例4
将0.05~0.2ml吡咯单体溶解在50ml超纯水中，剧烈搅拌20~40min后，加入0.01~0.02gfecl2，剧烈搅拌5min后，用蠕动泵匀速滴加0.5~0.8mlh2o2，在2~5min内滴加完毕，持续反应6~12h后，分别利用丙酮和水对产物进行3次过滤洗涤，在烘箱中60℃条件下进行干燥便可制得尺寸大小为100nm级别的聚吡咯微球，如图4和图5所示，可以看出该微球粒径均匀，大约90nm左右。
实施例5
将上述合成的不同尺度的聚吡咯球分别在700℃条件下碳化后制备出不同大小的n掺杂碳纳米球，将不同尺度的n掺杂碳纳米球分别修饰在玻碳电极（gce）表面，比较不同修饰电极在0.2mm多巴胺的pbs(ph7.0)缓冲液中的cv曲线，从附图6中看出n掺杂碳纳米球尺寸越小，多巴胺的氧化还原峰电流越大，这归功于小的碳球具有更大的比表面积。这一例子验证了聚吡咯球在电化学传感方面的应用潜力。
本发明通过在双氧水和氯化亚铁作为引发剂的条件下，通过吡咯的简单化学氧化聚合法成功地合成了不同尺寸的聚吡咯纳米球。通过改变吡咯单体的浓度，合成了尺寸可调的聚吡咯纳米球，尺寸最小可达到90nm。这些不同尺度的聚吡咯纳米球可以在700℃下热解形成氮掺杂的碳纳米球。这种简单的快速合成聚吡咯球的方法为导电聚合物和氮化碳纳米球的合成提供了新途径。本发明制备的导电聚合物聚吡咯和n掺杂碳纳米球可用于传感器，电容器和电池电极等应用。
以上仅为本发明的具体实施例，但并不局限于此。任何以本发明为基础解决基本相同的技术问题，或实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，均属于本发明的保护范围内。