调控尺寸的聚苯胺微/纳米空心球制备及其应用

尺寸可控的自组装聚苯胺微/纳米空心球是任冠桥、刘红缨和朱英等人合作的一项研究，他们在化学与环境工程领域取得了重要突破。这项工作利用过硫酸铵(APS)和三氯化铁(FeCl3)作为氧化剂，通过无模板法制备出水杨酸掺杂的聚苯胺(PANI)微/纳米空心球。他们发现，不同的氧化剂对聚苯胺微球的尺寸有显著影响：过硫酸铵因为氧化/还原电位较高，促使形成的空心球直径较大，范围在2~5微米；相比之下，三氯化铁由于氧化/还原电位较低，生成的小球直径较小，约300~800纳米。 研究结果通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)进行了结构表征，确认得到的聚苯胺都是掺杂态，且电导率保持在约10^-1西门子每厘米，这使得它们具有潜在的应用价值，如电致发光、太阳能电池、场效应晶体管以及非线性光学器件等。导电高聚物，尤其是聚苯胺，因其优良的物理化学性能、独特的掺杂机制、良好的环境稳定性和经济的成本效益，成为备受关注的高性能材料。 纳米材料的特性如表面效应、尺寸效应和量子限域效应使其在生物医学、电子、光学和信息技术等领域具有广泛应用潜力。在导电聚合物的研究中，特别是纳米结构的研究，已经成为科研热点，因为它能够提升材料的电导性能和分子链的有序性。空心球结构的聚苯胺因其在微胶囊包覆、药物输送、人工细胞和生物活性成分保护等领域的优势，备受瞩目。然而，传统的模板法制备方法存在复杂性和结构完整性受损的问题。万梅香等人的无模板技术则提供了一种简化且更有效的途径，以保持空心球结构的完整性和制备过程的便捷性。 该研究不仅展示了如何通过调控氧化剂实现聚苯胺微/纳米空心球的尺寸控制，而且也展示了无模板法制备技术在提高导电聚合物空心球性能上的潜力，为相关领域的实际应用提供了新的可能性和方向。