聚2,6-二氨基吡啶及其合成方法技術(shù)

聚2,6-二氨基吡啶及其合成方法，涉及到一種具有導(dǎo)電性能的聚合物技術(shù)領(lǐng)域，在由玻碳電極或鉑片電極組成的電解池內(nèi)，將含2,6-二氨基吡啶單體的堿性溶液進(jìn)行電解，獲得電解產(chǎn)物即聚2,6-二氨基吡啶poly（2,6-pyridinediamine），再用二次蒸餾水進(jìn)行充分洗滌、干燥。產(chǎn)物在強(qiáng)酸性溶液和pH?1.0到5.0的氯化鈉溶液中均能保持較高的電化學(xué)活性，且電化學(xué)活性隨著溶液pH的升高而下降。聚合物在上述溶液的pH范圍內(nèi)具有很寬的應(yīng)用電位范圍（-0.2~0.8V）。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及到一種具有導(dǎo)電性能的導(dǎo)電高聚物

技術(shù)介紹
自上世紀(jì)七十年代末聚乙炔發(fā)現(xiàn)了之后，導(dǎo)電高分子材料受到了廣泛的關(guān)注。特別是在電池電極，有機(jī)太陽(yáng)能光伏和電致變色，發(fā)光二極管以及構(gòu)建生物傳感器等方面都有著非常廣泛的應(yīng)用前景。不同的應(yīng)用目的需要不同性質(zhì)的導(dǎo)電高聚物，因此在材料科學(xué)領(lǐng)域中合成新型導(dǎo)電高聚物具有重要的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的是利用吡啶類(lèi)化合物作為單體合成一種導(dǎo)電高聚物，其在較大的pH范圍內(nèi)仍然具有較高的電化學(xué)活性。本專(zhuān)利技術(shù)提出的導(dǎo)電高聚物具有可逆的氧化與還原性，且聚合物的鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)N-C鍵連接起來(lái)的，通過(guò)電子掃描顯微鏡可以看出聚合物的表面是呈網(wǎng)狀的交織的穿插結(jié)構(gòu)。本專(zhuān)利技術(shù)提出的導(dǎo)電高聚物在pH＜1.0的強(qiáng)酸性以及pH?1.0到5.0的溶液中均能保持較高的電化學(xué)活性，聚合物的電化學(xué)活性隨著溶液pH?1.0到5.0升高而下降。本專(zhuān)利技術(shù)的另外一個(gè)目的在于提供一種聚2,6-二氨基吡啶的合成方法，具體步驟如下：在三電極體系組成的電解池內(nèi)，聚合溫度保持在18℃～30℃范圍內(nèi)，常壓下采用循環(huán)伏安法將2,6-二氨基吡啶在電解質(zhì)中進(jìn)行電解，在工作電極上得到電解產(chǎn)物，用二次蒸餾水進(jìn)行充分洗滌電解產(chǎn)物，在60～80℃中真空干燥，即得到導(dǎo)電高聚物-聚2,6-二氨基吡啶poly(2,6-pyridinediamine)。上述的電解池是由一玻碳和一鉑片以及一飽和甘汞電極組成，所述工作電極為玻碳。上述的電解池也可以由一鉑片和一鉑片以及一飽和甘汞電極組成，所述工作電極為鉑片。電解池中的2,6-二氨基吡啶的濃度為0.01~0.04mol·dm-3，所述的電解質(zhì)為氫氧化鈉溶液或者pH大于7.0的磷酸鹽溶液，電解質(zhì)的濃度為0.05~0.2mol·dm-3作為優(yōu)選，所述的電解液中的2,6-二氨基吡啶的濃度為0.02mol·dm-3，氫氧化鈉的濃度為0.1mol·dm-3。本專(zhuān)利技術(shù)電解時(shí)，循環(huán)伏安的掃描電位控制在0.4～1.0V（相對(duì)于飽和甘汞電極），電位掃描速率為60～120mV·s-1。本專(zhuān)利技術(shù)聚2,6-二氨基吡啶在強(qiáng)酸性以及較大的pH范圍的溶液中仍然具有較高的電化學(xué)活性；本專(zhuān)利技術(shù)方法操作簡(jiǎn)單，且可控制性強(qiáng)，非常方便于實(shí)際生產(chǎn)操作。生產(chǎn)的產(chǎn)品更適用于構(gòu)建生物傳感器，以及在電催化和蓄電池中的應(yīng)用。聚2,6-二氨基吡啶作為構(gòu)建生物傳感器中的應(yīng)用：根據(jù)此聚合物的電子掃描顯微鏡圖（如圖3）可以看出聚合物的表面呈交織的穿插結(jié)構(gòu)，所以聚合物在氧化時(shí)可以使陰離子發(fā)生摻雜過(guò)程，還原時(shí)發(fā)生脫摻雜過(guò)程，根據(jù)這一性質(zhì)可以在聚合物表面上固定酶。由于聚合物是直接聚合在電極表面上的，所以當(dāng)聚合物表面固定酶以后可以直接作為工作電極，采用三電極體系同時(shí)插入到電解質(zhì)溶液中，在恒電位條件下，當(dāng)加入相應(yīng)的被檢測(cè)物質(zhì)時(shí)，可以產(chǎn)生響應(yīng)電流。響應(yīng)電流大小和被檢測(cè)物質(zhì)的濃度相關(guān)，從而可以得到在一定圍被檢測(cè)物質(zhì)的濃度和響應(yīng)電流之間關(guān)系的線性方程。在實(shí)際樣品檢測(cè)時(shí)，根據(jù)加入實(shí)際樣品時(shí)產(chǎn)生的響應(yīng)電流大小從而可以算出其濃度。此方法簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)，且穩(wěn)定性高。附圖說(shuō)明圖1實(shí)施例1制備的聚合物紅外光譜圖；圖2實(shí)施例2制備的聚2,6-二氨基吡啶在0.1M氯化鈉溶液中的循環(huán)伏安圖；圖中的曲線1→5分別代表溶液的pH值，曲線6代表溶液pH值小于1，掃描速率為100mV·s-1；圖3聚合物的電子掃描顯微鏡圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例11、原料準(zhǔn)備：2,6-二氨基吡啶，氫氧化鈉2、配制電解液：稱(chēng)取一定質(zhì)量的2,6-二氨基吡啶和氫氧化鈉配成一定濃度的溶液，2,6-二氨基吡啶的濃度為0.01mol·dm-3，氫氧化鈉濃度為0.05mol·dm-3。3、電解池準(zhǔn)備：電解池采用三電極體系，由一玻碳（工作電極）、一鉑片以及飽和甘汞電極（SCE）參比電極組成。4、電解合成：將配制的溶液加入到電解池中，利用循環(huán)伏安法進(jìn)行電解。掃描電位控制在0.4~1.0V（相對(duì)于飽和甘汞電極），電位掃描速率控制在60mV·s-1。5、洗滌：將電極表面析出的固體物取下，用二次蒸餾水進(jìn)行充分洗滌電解產(chǎn)物，直至完全除去未反應(yīng)完的2,6-二氨基吡啶以及防止聚合物的水解。6、干燥：將上述步驟5中得到的固體干燥物質(zhì)在真空干燥箱中60℃下干燥，即得到導(dǎo)電高聚物—聚2,6-二氨基吡啶。為了證明單體確實(shí)發(fā)生了聚合，圖1為干燥后的聚合物紅外光譜圖：從圖中可以看出在3352cm-1處出現(xiàn)的峰為伯胺（-NH2）的氮?dú)滏I（N-H）的伸縮振動(dòng)峰，在1616cm-1處出現(xiàn)的峰為吡啶環(huán)的骨架振動(dòng)(νc=c)引起的。在1434cm-1處出現(xiàn)的峰是由碳碳鍵（C-C）和碳氮鍵（C-N）等振動(dòng)的共同引起的。1167cm-1處出現(xiàn)的峰為碳氮鍵（C-N）的伸縮振動(dòng)引起的。在619cm-1處出現(xiàn)微弱的峰為吡啶環(huán)上碳?xì)滏I（C-H）面外彎曲振動(dòng)所引起的。由紅外光譜的結(jié)果可以推斷2,6-二氨基吡啶聚合機(jī)理如下：實(shí)施例21、原料準(zhǔn)備：2,6-二氨基吡啶，磷酸鹽2、配制電解液：稱(chēng)取一定質(zhì)量的2,6-二氨基吡啶和磷酸鹽配成一定濃度的溶液，磷酸鹽pH大于7.0，2,6-二氨基吡啶的濃度為0.04mol·dm-3，磷酸鹽溶液濃度為0.2mol·dm-3。3、電解池準(zhǔn)備：電解池采用三電極體系，由兩鉑片和一飽和甘汞電極（SCE）參比電極組成4、電解合成：將配制的溶液加入到電解池中，利用循環(huán)伏安法進(jìn)行電解。掃描電位控制在0.4~1.0V（相對(duì)于飽和甘汞電極），電位掃描的速率控制120mV·s-1。5、洗滌：將電極表面析出的固體物取下，用二次蒸餾水進(jìn)行充分洗滌電解產(chǎn)物，直至完全除去未反應(yīng)完的2,6-二氨基吡啶以及防止聚合物的水解。6、干燥：將上述步驟5中得到的固體干燥物質(zhì)在真空干燥箱中80℃下干燥，即得到導(dǎo)電高聚物—聚2,6-二氨基吡啶。聚合物在電解質(zhì)溶液中表征時(shí)，峰電流的大小代表聚合物電化學(xué)活性的高低。此處聚合時(shí)以玻碳電極為工作電極（直徑為3mm），鉑片為對(duì)電極，飽和甘汞電極為參比電極，控制聚合電位在0.4~1.0V，聚合十五圈，聚合時(shí)掃描速率為100mV·s-1。聚合物表征時(shí)掃描速率為100mV·s-1。影響聚2,6-二氨基吡啶電化學(xué)活性的因素有聚合時(shí)2,6-二氨基吡啶的濃度以及氫氧化鈉的濃度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)保持氫氧化鈉濃度為0.1mol·dm-3，2,6-二氨基吡啶的濃度分別為0.01mol·dm-3，0.02mol·dm-3，0.04mol·dm-3時(shí)，聚合物在pH?1本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種聚2,6？二氨基吡啶，其特征在于：聚2,6？二氨基吡啶在pH＜1.0的強(qiáng)酸性溶液和pH？1.0到5.0的溶液中均能保持較高的電化學(xué)活性。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種聚2,6-二氨基吡啶，其特征在于：聚2,6-二氨基吡啶在pH＜1.0的強(qiáng)酸性
溶液和pH?1.0到5.0的溶液中均能保持較高的電化學(xué)活性。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型導(dǎo)電高聚物聚2,6-二氨基吡啶，其特征在于：所述
的聚2,6-二氨基吡啶電化學(xué)活性隨著溶液pH的升高而下降。
3.一種合成權(quán)利要求1~2任一項(xiàng)所述的聚2,6-二氨基吡啶的方法，其特征在于，
在三電極體系組成的電解池內(nèi)，聚合溫度保持在18℃～30℃，常壓下，采用循環(huán)伏安
法將2,6-二氨基吡啶在電解質(zhì)溶液中進(jìn)行電解，在工作電極上即能得到電解產(chǎn)物，用二
次蒸餾水進(jìn)行充分洗滌電解產(chǎn)物，在60-80℃下真空干燥，即能得到導(dǎo)電高聚物—聚2,6-
二氨基吡啶。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚2,6-二氨基吡啶的合成方法，其特征在于，所述的電
解池中三電極體系是由一玻碳和一鉑片以及一飽和甘汞電極組成，所述工作電極為玻

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孔泳，劉仲，申屠超，陶宇煒，謝愛(ài)娟，羅士平，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：常州大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：