纳米金修饰聚苯胺纳米球的TEM图
这种方法是以氯金酸或氯金酸盐为氧化剂 ,苯胺为还原剂,在生成单质金的同时 ,苯胺发生氧化聚合形成复合物。
该方法制备的聚苯胺/纳米金复合物中金粒子分布较均匀 ,可以通过调节苯胺与金离子的摩尔比来控制纳米金的粒径 ,并可以通过改变反应的环境(如加入乳化剂、改变掺杂剂、采用γ射线照射等) 和各反应物浓度来控制聚苯胺的形貌和结构 ,从而制备出不同形态的复合材料。由于反应中无需外加氧化剂或还原剂 ,因此制备的复合材料具有很高的纯度 ,不会受到其它试剂的污染。因此 ,有关聚苯胺/纳米金复合材料双原位复合法制备的研究报道也较其它方法多。
Kinyanjui等报道了用KAuCl4作氧化剂,HBF4作掺杂剂 ,在水溶液中合成聚苯胺/金复合材料 ,复合材料的粒径约为1μm ,并与电沉积还原法合成的复合材料进行了比较研究,发现化学法合成的复合材料颗粒的粒径远大于电沉积还原法合成的复合纳米粒子的粒径(约为150—300nm)。
Pillalamarri等用HAuCl4和苯胺(An)盐酸溶液在γ射线照射下反应制备出纳米金修饰的聚苯胺纳米纤维 ,并研究了不同An/HAuCl4摩尔比对钠米金粒径的影响。当没有γ射线照射时, HAuCl4和An反应制备的复合材料中的聚苯胺不是纳米纤维状而成堆积形态 ,并且其中纳米金的粒径较小 ,为 5—50nm ,这主要是在γ射线照射下 ,苯胺氧化聚合形成纤维状聚苯胺,因此用这种方法可以制备纳米金-聚苯胺纤维复合材料。Mallick等在甲苯溶液中, 利用相转移催化剂CH3N[(CH2)7CH3]3Cl,HAuCl4和An反应制备出纳米金修饰的聚苯胺纳米球。并将An溶于甲醇与HAuCl4水溶液反应制备出PANI-AuNPs复合薄膜,其中纳米金的粒径为6—7nm。郑国祥等用苯胺直接还原氯金酸制备了聚苯胺包裹金纳米粒子。Shiigi等在水溶液中利用HAuCl4和An双原位复合法一步合成了带正电荷的悬钩状纳米金聚集体,这是由于反应中生成的纳米金(粒径约1.5nm) 被苯胺低聚物包覆 ,使得其表面呈现正电荷 ,再通过苯胺低聚物之间形成的π键堆 ,导致了悬钩状纳米金聚集体的形成。
Peng等利用SDS作乳化剂和掺杂剂 ,用乳液辅助法在HCl溶液中制备出可溶于水的四面体形状的PANI-Au NPs复合粒子。Wang等用吐温40作乳化剂 ,在乙酸溶液中 HAuCl4和An的双原位复合制备出金-聚苯胺核壳结构的复合粒子 ,并研究了吐温40和乙酸对反应的影响。由于乳液法是制备聚苯胺纳米粒子最常用、最好的方法 ,因此双原位乳液法是制备核壳复合纳米粒子较好的方法。
Wang等在室温下用HAuCl4作氧化剂 ,在酸性溶液中合成了平均直径35nm,长度为几微米的聚苯胺纳米纤维,并同时制得以聚苯胺为壳 ,金粒子为核的核壳复合材料。