專利名稱：點(diǎn)擊化學(xué)法制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種點(diǎn)擊化學(xué)法制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和化石能源的日趨耗盡，能源需求成為世界各國關(guān)注的焦點(diǎn)。開發(fā)各種新能源，研制質(zhì)輕、價(jià)廉、物美的電源，成為科學(xué)家孜孜以求的目標(biāo)。眾所周知，太陽能是取之不盡的。但作為工業(yè)能源來說，太陽能有能量密度低的缺點(diǎn)，為了充分利用這一廉價(jià)、環(huán)保、可再生的新能源，生產(chǎn)廉價(jià)、高效、能大面積制備的太陽能光電池一直是人們所追求的目標(biāo)。目前，硅基及其他無機(jī)金屬化合物太陽能光電池是太陽能電池的主流。 然而盡管近年來生產(chǎn)成本已經(jīng)大幅下降，但成本問題仍然是其大幅取代傳統(tǒng)能源的主要障礙。由于無機(jī)太陽能電池生產(chǎn)工藝過程復(fù)雜，進(jìn)一步大幅降低成本很困難，成本高以及能量轉(zhuǎn)換效率的極限等問題，使其大規(guī)模推廣受到限制。利用光伏效應(yīng)的太陽能電池作為能量轉(zhuǎn)換器件正在進(jìn)行以提高效率和降低成本為目標(biāo)的研究，而共軛導(dǎo)電高分子材料的快速發(fā)展使得研究開發(fā)低成本太陽能電池成為可能。聚合物太陽能電池因?yàn)槠涑杀镜汀⒅亓枯p、制備方便和具有分子可裁性，已經(jīng)成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。早期的聚合物薄膜太陽能電池材料主要集中在酞菁、茈等有機(jī)染料上，電池結(jié)構(gòu)以單層khottky-barrier式為主。Schottkybarrier電池的光電轉(zhuǎn)換效率一直都不高，原因是入射光被位于電池夾層的金屬電極大部分反射掉了。作為電子給體和空穴傳輸體的共軛聚合物，有聚乙烯咔唑(PVK)、聚對苯乙烯 (PPV)、聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)、聚乙炔(PA)、聚噻吩(PTh)等，其中聚噻吩類(PTh)是近年來研究較為熱門的一類材料，其中性能較好的是聚3-烷基噻吩(P3AT)，一般含6個(gè)碳原子以上的烷基噻吩可溶解，但10碳以下的烷基取代物有部分為凝膠。聚噻吩類主鏈上有吸電子能力較強(qiáng)的硫原子，最大吸收峰在600nm附近，與太陽光譜比較匹配。此外，聚噻吩類還具有較高的空穴遷移率，這對于提高能量轉(zhuǎn)換效率是非常有幫助的。雖然噻吩類聚合物有良好的電荷傳輸性能，但是由于其光誘導(dǎo)電荷分離性較差，使其能量轉(zhuǎn)換效率較低。為了改善這種狀況，就需要摻入電子接收體(電子傳輸體)與其形成異質(zhì)結(jié)以促進(jìn)電荷的有效分離。作為電子受體材料，有CdSe、TiO2, C6tl、碳納米管等，C6tl最多可以接受六個(gè)電子， 相對于共軛聚合物有較高的電子親和勢和電離勢，以及較好的電子傳輸能力，因此它作為電子受體和共軛聚合物復(fù)合可以使有機(jī)太陽電池的效率更高。但是C6tl在有機(jī)溶劑中溶劑性差，成膜過程中易結(jié)晶，難以實(shí)現(xiàn)高的摻雜濃度，限制了其加工性能和光電轉(zhuǎn)換效率的提高。于是人們想到了對其進(jìn)行接枝改性，發(fā)現(xiàn)1- (3-甲氧基羧基)-丙基-1-苯基-(6，6) C61 (PCBM)具有較好的溶解性，在聚合物中的摻雜濃度大大提高有利于互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)即體異質(zhì)結(jié)的形成，提高了光電轉(zhuǎn)換效率。
近年來，已經(jīng)有人將碳納米管與聚合物的復(fù)合體系用于光電轉(zhuǎn)換的研究。與C6tl相比，碳納米管(CNTs)同樣具有優(yōu)良的電子傳輸性，而且其特殊的一維長度能夠減小電子在碳納米管間跳躍所造成的損失，從而增加電子的遷移率。Musa等制備了 MWNTs和聚3-辛基噻吩組成的復(fù)合材料，電導(dǎo)率提高了 5個(gè)數(shù)量級(jí)。而對于聚(3-烷基噻吩)(P3HT)和CNTs 復(fù)合光敏性薄膜材料的報(bào)道還不多，現(xiàn)在研究最多的還是利用聚噻吩與碳納米管之間強(qiáng)烈的JI-Ji共軛效應(yīng)，我們課題組曾經(jīng)通過物理共混的方法獲得了一種聚噻吩-碳納米管的復(fù)合光敏性薄膜材料(CN200810039204.0)，但是這種通過非共價(jià)鍵修飾的方法所獲得的納米復(fù)合材料在貯存穩(wěn)定性方面還有不足，且制成的光敏薄膜材料中碳納米管的含量較少， 很難形成有效的連續(xù)相，對薄膜的導(dǎo)電性有比較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種點(diǎn)擊化學(xué)法制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的方法。本發(fā)明提出的點(diǎn)擊化學(xué)法制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的方法。該方法首先對碳納米管進(jìn)行化學(xué)修飾和炔基化改性，使其表面帶上一定量的炔基；采用格式交換法(GRIM)制備一種聚噻吩，再通過疊氮化反應(yīng)使其端基帶有一定量的疊氮基，然后將上述兩種材料進(jìn)行點(diǎn)擊化學(xué)來制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料。該復(fù)合光敏薄膜材料的分散均勻性和貯存穩(wěn)定性等都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的物理共混法。而且本發(fā)明的制備方法具有簡單工藝方便、涂膜質(zhì)量高、投入產(chǎn)出比高、成本低廉和應(yīng)用前景廣泛等優(yōu)點(diǎn)，利用本發(fā)明制備的產(chǎn)品具有較高的光敏性、相容性和熱穩(wěn)定性，并具有優(yōu)良的溶解性能、成膜性能和光電性能，可用于導(dǎo)電材料、太陽能電池材料、光電導(dǎo)材料和光電轉(zhuǎn)換材料等領(lǐng)域。本發(fā)明提出的一種點(diǎn)擊化學(xué)法制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的制備方法，具體步驟如下
(1)將100-1000mg多壁碳納米管加入150 ml濃硫酸和濃硝酸按體積比為3:1組成的混合強(qiáng)酸溶液中，超聲振蕩處理3-12小時(shí)，倒入去離子水中，并靜置6-36小時(shí)，過濾和水洗至中性，30-80°C真空干燥2-12小時(shí)后獲得一種帶羧基的碳納米管；
(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將80-800mg上述帶羧酸的碳納米管置于過量的二氯亞砜中回流 12-72小時(shí)，反應(yīng)完畢，減壓蒸餾除去過量的二氯亞砜，30-80°C真空干燥2-12小時(shí)后得到酰氯化的碳納米管；
(3)將15-100mg上述酰氯化的碳納米管分散在10-50ml的N-甲基吡咯烷酮中，超聲 10-30分鐘，再加入0. 95-6. 3g的4- (3-甲基硅烷乙炔基)苯胺和0. 67-4. 5ml的亞硝酸異戊酯，在70°C氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，連續(xù)反應(yīng)M-48小時(shí)，冷卻到室溫(25°C )以后倒入50-200ml 的乙醇中沉淀，離心過濾，并用四氫呋喃、二氯甲烷多次洗滌，30-80°C真空干燥6- 小時(shí)， 再將上述碳納米管分散在10-50ml的N-甲基吡咯烷酮中，加入l_5ml的2mol/L的四丁基氟化銨的四氫呋喃溶液，繼續(xù)常溫?cái)嚢?小時(shí)，再將溶液倒入50-200ml的乙醇中沉淀、離心， 用四氫呋喃、二氯甲烷多次洗滌，30-80°C真空干燥6-36小時(shí)后得到炔基改性的碳納米管；
(4)將1.6-16g的噻吩加入到裝有IO-IOOml新蒸的四氫呋喃的干燥的三口瓶中，再注射加入2. 5-25ml的2mol/L的格式試劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流2小時(shí)，冷卻到22-25°C以后，加入 0. 05-0. 5g的1，3-雙(二苯基磷)丙烷氯化鎳，反應(yīng)5-30分鐘，繼續(xù)加入I-IOml的Imol/L的格式試劑，繼續(xù)反應(yīng)2-5分鐘后將反應(yīng)液倒入甲醇中沉淀，離心，50°C真空干燥，再分別用甲醇、正己烷、氯仿進(jìn)行索氏提取除去催化劑等雜質(zhì)，30-80°C真空干燥6-36小時(shí)后獲得規(guī)整的聚噻吩，產(chǎn)率為25-50% ；
(5)將5-50mg上述炔基化的碳納米管溶解在5-50ml的N-甲基吡咯烷酮中，稱取 25-250mg的聚噻吩溶解在12_120ml的四氫呋喃中，將上述兩種溶液混合在一起，再加入2-20mg的碘化亞銅和40-400mg的1，8- 二氮雜二環(huán)[5. 4. 0] i^ —碳-7-烯(DBU)，在 40-90°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)48-72小時(shí)，冷卻到室溫(25°C )后，倒入50_500ml乙醇中沉淀，離心，并用四氫呋喃、二氯甲烷多次洗滌，30-80°C真空干燥6-36小時(shí)后獲得一種聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料；
(6)將5-50mg上述制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料分散在氯仿中，復(fù)合材料的濃度為l-10mg/ml，在超聲池中室溫(25°C)超聲0. 5-8小時(shí)，得到一種聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料溶液；
(7)將上述聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料溶液涂覆在導(dǎo)電基質(zhì)上，其旋涂速度為1000-2000rpm/s，烘干溫度為35_120°C，烘干時(shí)間為0. 5-6小時(shí)，干燥后的聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏涂層厚度為10-50 μ m。本發(fā)明中，所述噻吩為2，5- 二溴-3-己基噻吩、3-烷基噻吩或3，4- 二烷基噻吩中任一種，例如2，5- 二溴-3- 丁基噻吩、2，5- 二溴-3-異戊基噻吩、2，5- 二溴-3-正戊基噻吩、2，5- 二溴-3-辛基噻吩、2，5- 二溴-3-異辛基噻吩、2，5- 二溴_3，4- 二(異戊基)噻吩或2，5_ 二溴-3，4-二(十二烷基)噻吩等中任一種。本發(fā)明中，所述格式試劑可以是叔丁基氯化鎂、甲基溴化鎂、乙基氯化鎂、丙基氯化鎂、正丁基溴化鎂、己基氯化鎂、十二烷基氯化鎂、環(huán)己基氯化鎂、異丙基氯化鎂或乙烯基溴化鎂的四氫呋喃溶液等中任一種。本發(fā)明中，所述導(dǎo)電基質(zhì)是導(dǎo)電的金屬片、ITO玻璃或上面涂有導(dǎo)電介質(zhì)的聚酯片，或鼓狀、帶狀的導(dǎo)電金屬或?qū)щ姾辖鹬腥我环N。本發(fā)明中，所述涂覆可以是旋涂法、浸涂法、括涂法或澆注法等中任一種。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是①本發(fā)明為一種點(diǎn)擊化學(xué)法制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的方法，該復(fù)合薄膜由聚噻吩與碳納米管組成，在可見光區(qū)域內(nèi)的吸收隨著碳納米管含量的增加而紅移，與單純的聚噻吩相比，其吸收光譜更加兼顧近紅外光區(qū)域，通過本方法可以大大提高聚噻吩與碳納米管的復(fù)合效率，對薄膜的成膜性有了較大的提高，因而提高了其對太陽能的利用率；②利用本發(fā)明制備的產(chǎn)品具有較高的光敏性、相容性和熱穩(wěn)定性，并具有優(yōu)良的溶解性能、成膜性能和光電性能，該聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的分散均勻性和貯存穩(wěn)定性都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的物理共混法；③本發(fā)明的制備方法具有工藝簡便、涂布質(zhì)量高、投入產(chǎn)出比高、成本低廉和應(yīng)用前景廣泛等優(yōu)點(diǎn)，利用本發(fā)明制備的產(chǎn)品，是新一代綠色環(huán)保高性能化工產(chǎn)品，可用于導(dǎo)電材料、太陽能電池材料、光電導(dǎo)材料和光電轉(zhuǎn)換材料等領(lǐng)域。


圖1是聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料氯仿溶液的照片，從左到右依次為聚噻吩、碳納米管、聚噻吩/碳納米管物理共混材料和聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料。
圖2是聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的透射電鏡照片，左圖為聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料，右圖為碳納米管。圖3是聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的紫外-可見光吸收譜圖，A為碳納米管，B為聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料，C為聚噻吩。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1
將500mg多壁碳納米管加入150mL濃硫酸和濃硝酸按體積比為3:1組成的混合強(qiáng)酸溶液中，超聲振蕩處理4小時(shí)，倒入去離子水中，并靜置12小時(shí)以上，過濾和水洗至中性，60°C 真空烘干12小時(shí)后得到化學(xué)刻蝕的碳納米管；在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將400mg上述帶羧酸的碳納米管置于IOOml的二氯亞砜中回流36h，反應(yīng)完畢，減壓蒸餾除去過量的二氯亞砜，60°C真空烘干12小時(shí)后得到酰氯化的碳納米管；在50ml燒瓶中加入2. 5g的4-碘苯胺，400mg雙 (三苯基磷)二氯化鈀，217mg碘化亞銅，1. 73ml三甲基硅烷基乙炔和20ml新蒸的三乙胺，常溫氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)12小時(shí)，過濾并用乙醚多次洗滌濾渣，再將有機(jī)相合并，然后用2mol/L 的氯化銨溶液、氯化鈉溶液多次洗滌，最后加入無水硫酸鎂干燥，獲得4- (3-甲基硅烷乙炔基)苯胺；再將40mg上述酰氯化的碳納米管分散在25ml的N-甲基吡咯烷酮中，超聲30分鐘，加入Ig的4- (3-甲基硅烷乙炔基)苯胺和0. 67ml的亞硝酸異戊酯，在70°C氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，連續(xù)反應(yīng)M小時(shí)，冷卻到室溫(25°C )以后倒入IOOml乙醇中沉淀，離心，并用四氫呋喃、二氯甲烷多次洗滌，30°C真空干燥12小時(shí)后，再將碳管分散在25ml的N-甲基吡咯烷酮中，加入3ml的2mol/L四正丁基氟化銨的四氫呋喃溶液，在室溫(25°C )下攪拌反應(yīng)2小時(shí)，倒入IOOml乙醇中沉淀，離心，用四氫呋喃、二氯甲烷多次洗滌，30°C真空干燥12小時(shí)， 即得到帶炔基的碳納米管。在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向IOOmL干燥三口燒瓶中加入1. 65g的2，5_ 二溴_3_己基噻吩和50ml新蒸的四氫呋喃，再注射加入2. 5ml的2mol/L的叔丁基氯化鎂的四氫呋喃溶液，回流反應(yīng)2小時(shí)，冷卻到室溫(25°C)后，加入40. 7mg的1，3-雙(二苯基磷)丙烷氯化鎳，繼續(xù)反應(yīng)10分鐘，再加入Iml的lmol/L的烯丙基氯化鎂的四氫呋喃溶液，繼續(xù)反應(yīng)5分鐘，迅速把反應(yīng)液倒入甲醇中沉淀，離心，50°C真空干燥，再分別用甲醇、正己烷、氯仿索氏提取去除雜質(zhì)，再在50°C下真空干燥12小時(shí)，獲得規(guī)整的聚噻吩330mg，產(chǎn)率為41%。將5mg炔基化的碳納米管溶解在5ml的N-甲基吡咯烷酮中，再將25mg的聚噻吩溶解在15ml的四氫呋喃中，將兩種溶液混合在一起，然后加入2mg的碘化亞銅，40mg的 1，8-二氮雜二環(huán)[5. 4. 0]十一碳-7-烯(DBU)，在70°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)48小時(shí)，冷卻到室溫(25°C )后，倒入IOOml的乙醇中沉淀，離心，并用四氫呋喃、二氯甲烷多次洗滌，30 V 真空干燥M小時(shí)，獲得聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料。將IOmg上述制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料分散在氯仿中，濃度為5mg/ ml，在超聲池中室溫(25°C)超聲2小時(shí)，再采用旋轉(zhuǎn)涂覆法將上述聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料溶液涂覆在導(dǎo)電基質(zhì)上，旋轉(zhuǎn)速度為lOOOrpm/s，烘干溫度為50°C，烘干時(shí)間為2小時(shí)，干燥后的聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏涂層厚度為30 μ m。該聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料氯仿溶液的實(shí)物照片如圖1所示，圖2和圖3分別是其透射電鏡照片和紫外-可見光吸收譜圖。實(shí)施例2
與實(shí)施例1相同，但是聚噻吩的聚合反應(yīng)時(shí)間由原來的10分鐘變?yōu)?分鐘。實(shí)施例3
與實(shí)施例1相同，但是聚噻吩的聚合反應(yīng)時(shí)間由原來的10分鐘變?yōu)?2分鐘。實(shí)施例4
與實(shí)施例1相同，但是聚噻吩的聚合反應(yīng)時(shí)間由原來的10分鐘變?yōu)?5分鐘。實(shí)施例5
與實(shí)施例1相同，但是聚噻吩的聚合反應(yīng)時(shí)間由原來的10分鐘變?yōu)?0分鐘。實(shí)施例6
與實(shí)施例1相同，但是聚噻吩合成中第一步加入的格式試劑由甲基氯化鎂代替叔丁基氯化鎂，其濃度和用量不變。實(shí)施例7
與實(shí)施例1相同，但是聚噻吩合成中第一步加入的格式試劑由乙基氯化鎂代替叔丁基氯化鎂，其濃度和用量不變。實(shí)施例8
與實(shí)施例1相同，但是聚噻吩合成中第一步加入的格式試劑由己基氯化鎂代替叔丁基氯化鎂，其濃度和用量不變。實(shí)施例9
與實(shí)施例1相同，但是聚噻吩合成中第二步加入的格式試劑由乙烯基氯化鎂代替烯丙基氯化鎂，其濃度和用量不變。實(shí)施例10
與實(shí)施例1相同，但是聚噻吩合成中第二步加入的格式試劑由乙炔基氯化鎂代替烯丙基氯化鎂，其濃度和用量不變。實(shí)施例11
與實(shí)施例1相同，但是聚噻吩合成中第二步加入的格式試劑由間苯胺基氯化鎂代替烯丙基氯化鎂，其濃度和用量不變。實(shí)施例12
與實(shí)施例1相同，但是在第六步中聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料分散在四氫呋喃中，而不是氯仿。實(shí)施例13
與實(shí)施例1相同，但是在最后一步中旋涂速度由1000rpm/S變?yōu)?000rpm/s，烘干溫度由 50°C變?yōu)?IOO0C0實(shí)施例14
與實(shí)施例1相同，但是在最后一步中涂覆方法由旋涂法變?yōu)榻糠?，?dǎo)電基質(zhì)由ITO玻璃片變?yōu)榻饘黉X。實(shí)施例2-14中獲得的點(diǎn)擊化學(xué)法制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料與實(shí)施例1的復(fù)合光敏薄膜材料具有類似的性能。
權(quán)利要求
1.一種點(diǎn)擊化學(xué)法制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的方法，其特征在于具體步驟為(1)將100-1000mg多壁碳納米管加入150 ml濃硫酸和濃硝酸按體積比為3:1 組成的混合強(qiáng)酸溶液中，超聲振蕩處理3-12小時(shí)，倒入去離子水中，并靜置6-36小時(shí)，過濾和水洗至中性，30-80°C真空干燥2-12小時(shí)后獲得一種帶羧基的碳納米管；(2)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將80-800mg上述帶羧酸的碳納米管置于過量的二氯亞砜中回流12-72小時(shí)，反應(yīng)完畢，減壓蒸餾除去過量的二氯亞砜，30-80°C真空干燥2-12小時(shí)后得到酰氯化的碳納米管；(3)將15-100mg上述酰氯化的碳納米管分散在10-50ml的N-甲基吡咯烷酮中， 超聲10-30分鐘，再加入0. 95-6. 3g的4- (3-甲基硅烷乙炔基)苯胺和0. 67-4. 5ml的亞硝酸異戊酯，在70°C氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，連續(xù)反應(yīng)M-48小時(shí)，冷卻到室溫以后倒入50-200ml的乙醇中沉淀，離心過濾，并用四氫呋喃、二氯甲烷洗滌，30-80 ！真空干燥6- 小時(shí)，再將上述碳納米管分散在10-50ml的N-甲基吡咯烷酮中，加入l_5ml的2mol/L的四丁基氟化銨的四氫呋喃溶液，繼續(xù)常溫?cái)嚢?小時(shí)，再將溶液倒入50-200ml的乙醇中沉淀、離心，用四氫呋喃、二氯甲烷洗滌，30-80 ！真空干燥6-36小時(shí)后得到炔基改性的碳納米管；(4)將1.6-16g的噻吩加入到裝有IO-IOOml新蒸的四氫呋喃的干燥的三口瓶中， 再注射加入2. 5-25ml的2mol/L的格式試劑，氮?dú)獗Ｗo(hù)下回流2小時(shí)，冷卻到22-25°C以后，加入0. 05-0. 5g的1，3-雙(二苯基磷)丙烷氯化鎳，反應(yīng)5-30分鐘，繼續(xù)加入I-IOml的 lmol/L的格式試劑，繼續(xù)反應(yīng)2-5分鐘后將反應(yīng)液倒入甲醇中沉淀，離心，50°C真空干燥， 再分別用甲醇、正己烷、氯仿進(jìn)行索氏提取除去催化劑雜質(zhì)，30-80°C真空干燥6-36小時(shí)后獲得規(guī)整的聚噻吩；(5)將5-50mg上述炔基化的碳納米管溶解在5-50ml的N-甲基吡咯烷酮中，稱取25-250mg的聚噻吩溶解在12-120ml的四氫呋喃中，將上述兩種溶液混合在一起，再加入2-20mg的碘化亞銅和40-400mg的1，8-二氮雜二環(huán)[5. 4. 0] i^一碳-7-烯，在40-90°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌反應(yīng)48-72小時(shí)，冷卻到室溫后，倒入50-500ml乙醇中沉淀，離心，并用四氫呋喃、二氯甲烷多次洗滌，30-80°C真空干燥6-36小時(shí)后獲得一種聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料；(6)將5-50mg上述制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料分散在氯仿中，復(fù)合材料的濃度為l-10mg/ml，在超聲池中室溫超聲0. 5-8小時(shí)，得到一種聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料溶液；(7)將上述聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料溶液涂覆在導(dǎo)電基質(zhì)上，其旋涂速度為1000-2000rpm/s，烘干溫度為35_120°C，烘干時(shí)間為0. 5-6小時(shí)，干燥后的聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏涂層厚度為10-50 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述噻吩采用2，5-二溴-3-己基噻吩、-3-烷基噻吩或3，4-二烷基噻吩中任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述格式試劑是叔丁基氯化鎂、甲基溴化鎂、乙基氯化鎂、丙基氯化鎂、正丁基溴化鎂、己基氯化鎂、十二烷基氯化鎂、環(huán)己基氯化鎂、 異丙基氯化鎂或乙烯基溴化鎂等的四氫呋喃溶液中任一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的導(dǎo)電基質(zhì)是導(dǎo)電的金屬片、ITO玻璃或上面涂有導(dǎo)電介質(zhì)的聚酯片，或鼓狀、帶狀的導(dǎo)電金屬或?qū)щ姾辖鹬腥我环N。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說的涂覆方法是旋涂法、浸涂法、括涂法或者澆注法中任一種。
全文摘要
本發(fā)明屬有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種點(diǎn)擊化學(xué)法制備聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的方法，該復(fù)合光敏薄膜材料是由聚噻吩和碳納米管組成，它具有較高的光敏性、相容性和熱穩(wěn)定性，并具有優(yōu)良的溶解性能、成膜性能和光電性能，該聚噻吩-碳納米管復(fù)合光敏薄膜材料的分散均勻性和貯存穩(wěn)定性都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的物理共混法。本發(fā)明的制備方法具有工藝簡便、涂膜質(zhì)量高、投入產(chǎn)出比高、成本低廉和應(yīng)用前景廣泛等優(yōu)點(diǎn)，利用本發(fā)明制備的產(chǎn)品是新一代綠色環(huán)保高性能化工產(chǎn)品，可用于導(dǎo)電材料、太陽能電池材料、光電導(dǎo)材料和光電轉(zhuǎn)換材料等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C09C3/08GK102161816SQ20111000361
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月10日
發(fā)明者楊正龍, 湯鋒鋒 申請人:同濟(jì)大學(xué)