專利名稱：原位縮合法制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用原位縮合法制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的方法，該方法簡(jiǎn)便易行，且能夠解決材料間能級(jí)失配，納米材料與有機(jī)材料復(fù)合難度大的問(wèn)題，具有較強(qiáng)的實(shí)用性，能夠在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行快速有效的制備，屬于有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
納米材料自從被發(fā)現(xiàn)后，便成為新材料中最富有活力的一種材料。納米材料由于具有小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和多激子效應(yīng)等，使其在許多方面表現(xiàn)出于傳統(tǒng)大晶體材料截然不同的性能，已被廣泛的應(yīng)用于眾多研究和應(yīng)用領(lǐng)域，對(duì)推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和未來(lái)社會(huì)的進(jìn)步具有不可替代的作用。ZnSe量子點(diǎn)材料屬直接帶隙II VI族半導(dǎo)量子點(diǎn)材料，其禁帶寬度為2.67ev,光譜吸收范圍為365 450nm，波長(zhǎng)在400nm時(shí)量子效率最大，并且ZnSe量子點(diǎn)材料具有熒光壽命長(zhǎng)、量子產(chǎn)率高、載流子傳輸特性好，光學(xué)穩(wěn)定性好、晶粒尺寸可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，已被人們廣泛的應(yīng)用于光電領(lǐng)域。聚對(duì)苯乙炔(PPV)是一類空穴傳輸型的有機(jī)光電材料,引入燒氧官能團(tuán)可使PPV分子主鏈共軛體系的離域性增強(qiáng)，有利于激子傳輸和增強(qiáng)在有機(jī)溶劑中的溶解性。在PPV中摻入半導(dǎo)體量子點(diǎn)材料，不同于傳統(tǒng)有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合光電材料，不僅可以保持兩種材料的優(yōu)良光電性能，還能夠發(fā)生光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移、光譜敏化等特殊性能。目前，聚合物/量子點(diǎn)復(fù)合材料已廣泛的應(yīng)用于生物物理學(xué)、熒光顯微鏡學(xué)等領(lǐng)域，尤其在光電子學(xué)領(lǐng)域備受青睞。目前制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的方法有很多種，包括機(jī)械沖擊，微波法，超聲化學(xué)法，熱注入法等，以上所述方法制備條件嚴(yán)格，操作繁瑣，雖能制備聚合物/量子點(diǎn)復(fù)合材料，但不能 控制量子點(diǎn)尺寸，解決量子點(diǎn)材料跟有機(jī)聚合物結(jié)合困難、量子點(diǎn)材料在聚合物中分布不均的問(wèn)題，在復(fù)合材料應(yīng)用中得不到滿意結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為了解決量子點(diǎn)材料與有機(jī)材料難復(fù)合的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種利用原位縮合法制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的方法，該方法簡(jiǎn)便易行，無(wú)毒環(huán)保，能夠在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行快速有效的制備，同時(shí)也可以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。技術(shù)方案本發(fā)明提供一種利用原位縮合法制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的方法，其特征在于步驟如下:步驟1:將硒粉和硼氫化鈉按照摩爾比為2:1放入容器中，加入足量無(wú)水四氫呋喃THF，再向容器中充入氬氣排除溶解氧，并在氬氣的保護(hù)下冰浴反應(yīng)至淺黃色溶液，生成所需要的硒氫化鈉溶液；反應(yīng)原理如下: 4NaBH4+2Se+7H20=2NaHSe+Na2B407+14H2步驟2:將叔丁醇鉀放入容器中，加入無(wú)水四氫呋喃THF使其形成溶液，對(duì)溶液體系通入氬氣以排除溶解氧，在氬氣保護(hù)下攪拌加入步驟I制備的硒氫化鈉溶液，然后取雙氯芐與氯化鋅溶解在15ml無(wú)水四氫呋喃溶液中，然后向上述溶液中滴加，滴加完后反應(yīng)15min ;然后加熱至60°C回流6h后停止反應(yīng),待溶液自然冷卻至室溫后,用無(wú)水乙醇洗滌、離心、真空干燥后制得到紅色粉末狀聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料；所述雙氯芐與叔丁醇鉀摩爾比為1:3 ;所述氯化鋅與硒粉摩爾比為1:1。有益效果本發(fā)明提供一種利用利用原位縮合法制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的方法。該方法制備工藝流程簡(jiǎn)單，不需要高溫高壓等條件，而且適合連續(xù)生產(chǎn)，與現(xiàn)有其它的工藝相比，本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)，污染小，還可以通過(guò)控制工藝過(guò)程，進(jìn)而控制產(chǎn)物的形態(tài)。


圖1為所制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的X射線衍射圖。圖2為所制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡(SEM)3為所制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的透射電子顯微鏡(TEM)圖
具體實(shí)施方式
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述:步驟1:將硒粉和硼氫化鈉按照摩爾比為2:1放入容器中，加入足量無(wú)水四氫呋喃THF，再向容器中充入氬氣排除溶解氧，并在氬氣的保護(hù)下冰浴反應(yīng)至淺黃色溶液，生成所需要的硒氫化鈉溶液；步驟2:將叔丁醇鉀放入容器中，加入無(wú)水四氫呋喃THF使其形成溶液，對(duì)溶液體系通入氬氣以排除溶解氧，在氬氣保護(hù)下攪拌加入步驟I制備的硒氫化鈉溶液，然后取雙氯芐與氯化鋅溶解在15ml無(wú)水四氫呋喃溶液中，然后向上述溶液中滴加,滴加速度為2滴/s ;滴加完后反應(yīng)15min ;然后加熱至60°C回流6h后停止反應(yīng),待溶液自然冷卻至室溫后，用無(wú)水乙醇洗滌、離心、真空干燥后制得到紅色粉末狀聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料；所述雙氯芐與叔丁醇鉀摩爾比為1:3 ;所述氯化鋅與硒粉摩爾比為1:1。通過(guò)X射線衍射(XRD-ADVANCE型)可以定性分析材料中物相的結(jié)構(gòu)和元素存在狀態(tài)。從圖1我們可以看出聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料中在20°、28.5°處出現(xiàn)與MOPPV和ZnSe量子點(diǎn)材料相應(yīng)的衍射峰，但峰位變得平滑且發(fā)生了輕微的偏移，與純ZnSe量子點(diǎn)材料特征峰相比復(fù)合材料在51.3°出現(xiàn)的較大的平滑衍射峰包含了純ZnSe量子點(diǎn)在46.3°、56.4°的兩個(gè)衍射峰,這是由于通過(guò)原位聚合反應(yīng)，ZnSe量子點(diǎn)材料被包覆或被鑲嵌在MOPPV聚合物基體相中，兩材料的能級(jí)失配得到修正，發(fā)生光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移引起的，這表明ZnSe量子點(diǎn)有效地與MOPPV聚合物復(fù)合在一起。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)我們可以觀察材料的成膜性和材料的分布，圖2為MOPPV/ZnSe復(fù)合材料薄膜的掃描電子顯微鏡圖像，從圖中我們可以看出復(fù)合材料的整體成膜均勻致密，圖中白色亮點(diǎn)為被包覆或被鑲嵌在聚合物MOPPV中的ZnSe量子點(diǎn)材料，分布較為均勻。通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)不僅可以直接對(duì)無(wú)機(jī)納米材料的形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，獲取信息，還可以用來(lái)表征聚合物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的形貌和聚合物的晶體結(jié)構(gòu)、形狀以及結(jié)晶的分布。圖3為MOPPV/ZnSe復(fù)合材料薄膜的透射電子顯微鏡圖像，從圖中我們可以看到反應(yīng)得到的是分散性較好的球狀ZnSe量子點(diǎn)材料均勻彌散分布在MOPPV聚合物基體中，尺寸約為4nm，與純ZnSe量子點(diǎn)材料的X衍射計(jì)算出來(lái)的顆粒尺寸相吻合，ZnSe量子點(diǎn)材料周圍被有機(jī)分子緊緊包覆與掃描電子顯微鏡觀察到的包覆或鑲嵌結(jié)構(gòu)一致。此外，還可以看到量子點(diǎn)材料有明顯的晶格條紋，說(shuō)明ZnSe量子點(diǎn)材料在聚合物中仍然保持良好的結(jié)晶性。從圖3中的灰色背景形成明顯的反差的顏色分析中，可以觀察到復(fù)合材料的兩個(gè)組成部分形成了明確的接觸面，并且穿插形成(MOPPV)施主/受主(ZnSe)網(wǎng)絡(luò)，這種聚合物/量子點(diǎn)復(fù)合材料的合成方法也達(dá)到了 我們?cè)趹?yīng)用中對(duì)復(fù)合材料的要求。
權(quán)利要求
1.一種利用原位縮合法制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的方法，其特征在 于步驟如下: 步驟1:將硒粉和硼氫化鈉按照摩爾比為2:1放入容器中，加入足量無(wú)水四氫呋喃THF，再向容器中充入氬氣排除溶解氧，并在氬氣的保護(hù)下冰浴反應(yīng)至淺黃色溶液，生成所需要的硒氫化鈉溶液； 步驟2:將叔丁醇鉀放入容器中，加入無(wú)水四氫呋喃THF使其形成溶液，對(duì)溶液體系通入氬氣以排除溶解氧，在氬氣保護(hù)下攪拌加入步驟I制備的硒氫化鈉溶液，然后取雙氯芐與氯化鋅溶解在15ml無(wú)水四氫呋喃溶液中,然后向上述溶液中滴加,滴加完后反應(yīng)15min ；然后加熱至60°C回流6h后停止反應(yīng),待溶液自然冷卻至室溫后,用無(wú)水乙醇洗滌、離心、真空干燥后制得到紅色粉末狀聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料；所述雙氯芐與叔丁醇鉀摩爾比為1:3 ;所述氯化鋅與硒粉摩爾比為1:1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用原位縮合法制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的方法，其特征在于:步驟2中的滴加速度為2 滴/S。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用利用原位縮合法制備聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料的方法，技術(shù)特征在于將硒粉和硼氫化鈉按照摩爾比為2:1放入容器中，加入足量無(wú)水四氫呋喃THF，再向容器中充入氬氣排除溶解氧，并在氬氣的保護(hù)下冰浴反應(yīng)至淺黃色溶液，生成所需要的硒氫化鈉溶液；將叔丁醇鉀放入容器中，加入無(wú)水四氫呋喃，取雙氯芐與氯化鋅溶解在15ml無(wú)水四氫呋喃溶液中，然后向上述溶液中滴加，待溶液自然冷卻至室溫后，用無(wú)水乙醇洗滌、離心、真空干燥后制得到紅色粉末狀聚合物MOPPV/ZnSe量子點(diǎn)復(fù)合材料。該方法制備工藝流程簡(jiǎn)單，不需要高溫高壓等條件，而且適合連續(xù)生產(chǎn)，與現(xiàn)有其它的工藝相比，本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)，污染小，還可以通過(guò)控制工藝過(guò)程，進(jìn)而控制產(chǎn)物的形態(tài)。
文檔編號(hào)C08G61/02GK103193961SQ201310070308
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者鄭建邦, 屈俊榮, 吳廣榮, 王春鋒, 郝娟, 曹崇德 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)