CN101555617A - 在导电玻璃或铂片表面直接制备导电聚(二氧化硫芴)薄膜的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的方法是利用电化学沉积法，以Ag/AgCl为参比电极，铂片或不锈钢为对电极，导电玻璃或者铂片为工作电极，将以三氟化硼乙醚的单一体系或三氟化硼乙醚与三氟乙酸的混合溶剂为电解发生体系，以单体二氧化硫芴为原料所形成的溶液，直接在导电玻璃或者铂片上电沉积得到聚(二氧化硫芴)薄膜。该过程方法简单，成膜速度快；该膜具有良好的光电性能和热稳定性，是一种新型蓝色发光材料，可用于光电器件的组装。
Description
技术领域
本发明涉及一种在导电玻璃或铂片表面直接制备导电聚(二氧化硫芴)薄膜的方法。
背景技术
聚芴及其衍生物拥有独特的蓝色发光性质，在有机电致发光等光电器件制作领域有着诱人的前景。二氧化硫芴(PDBTO)作为芴的衍生物，其聚合物将同时拥有良好的导电性能和光学性能。分子中砜基(-SO2)的存在能显著增大其电子亲合势，使其成为制备n型半导体的良好单体。然而，砜基(-SO2)的强吸电子作用使二氧化硫芴的电化学聚合在常规溶剂中难以进行，比如乙腈、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃等等。
现有的专利申请文本或文献中所公开的方法基本是用化学方法获得二氧化硫芴的共聚物，然后用于器件组装。用这种方法得到的材料电导率较差，成本较高，而且步骤繁琐，分离提纯复杂耗时。如何在材料表面直接获得同时拥有良好的导电性和光学性能的聚二氧化硫芴薄膜，一直是一个难题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种在导电玻璃或铂片表面直接制备导电聚(二氧化硫芴)薄膜的方法。
本发明的在导电玻璃或铂片表面直接制备导电聚(二氧化硫芴)薄膜的方法，包括以下步骤：
1、电化学溶液配制
将单体二氧化硫芴(DBTO)溶于三氟化硼乙醚(BFEE)中，或溶于三氟化硼乙醚与三氟乙酸的混合溶剂(两者体积比为10∶1)中，搅拌均匀后，配制出单体二氧化硫芴(DBTO)的摩尔浓度为5～20mmol/L的电化学溶液。
2、电化学聚合
将配制好的电化学溶液置入由经典的三电极电解池与电化学分析仪连接组成的电化学反应装置中，工作电极为导电玻璃或铂片，对电极为铂片或不锈钢，参比电极为Ag/AgCl，向溶液中通入惰性气体20-25分钟，以除去溶液中的溶解氧，采用1.6～2.0V恒电压或1～5mA/cm2恒电流进行电聚合，开始，聚(二氧化硫芴)(PDBTO)在工作电极表面逐渐沉积，形成棕色薄膜，电解聚合5000～60000秒后，将沉积有PDBTO薄膜的导电玻璃或铂片从电化学溶液中取出，用乙醚轻轻淋洗，以除去薄膜上的电解质溶液、单体及低聚物，将聚合物薄膜刮下，放到60-65℃真空烘箱中烤干24小时，即得聚(二氧化硫芴)(PDBTO)薄膜。
本发明方法得到的聚(二氧化硫芴)(PDBTO)薄膜具有良好的导电性和光学性能，可应用于光电器件的组装，如太阳能电池、有机发光器件等，此外，该方法提供了利用电化学共聚方法制备p-n交替共聚物的可能性。
本发明的在导电玻璃或铂片表面直接制备导电聚(二氧化硫芴)薄膜的方法优点是，操作简单，成膜速度快，所获聚合物纯度较高。
附图说明
图1为DBTO在BFEE-CF3COOH混合体系(10∶1)中得到的循环伏安曲线，扫描速率为100mV/s。
图2为DBTO(A)和PDBTO(B)的荧光发射光谱。PDBTO薄膜是以铂片为工作电极，在BFEE-CF3COOH混合体系(10∶1)恒电压1.8V电解聚合制备的。
具体实施方式
实施例1
一种在导电玻璃或铂片表面直接制备导电聚(二氧化硫芴)薄膜的方法，包括以下步骤：
1、电化学溶液配制，将单体二氧化硫芴(DBTO)溶于三氟化硼乙醚或三氟化硼乙醚与三氟乙酸的混合溶剂(两者体积比为10∶1)中，搅拌均匀，配制出单体二氧化硫芴(DBTO)的摩尔浓度为5～20mmol/L的电化学溶液；
2、电化学沉积，将配制好的电化学溶液倒入安装有铟-锡金属氧化物(ITO)导电玻璃或铂片作为工作电极、铂片或者铂作为对电极、Ag/AgCl作为参比电极的电化学反应装置中，向溶液中通入氮气20分钟，以除去溶液中的溶解氧，采用恒电压法，设定电压为1.8V，在氮气保护下进行，PDBTO开始在ITO导电玻璃表面逐渐沉积，形成棕色薄膜；电沉积时间为30000秒，得到的PDBTO薄膜的厚度为20～50μm；
3、薄膜表征，电沉积结束后，将沉积有PDBTO薄膜的ITO导电玻璃或铂片从电化学溶液中取出，用乙醚轻轻淋洗，以除去薄膜上的电解质溶液、单体及低聚物，然后将聚合物刮下，放到60℃真空烘箱中烤干24小时，然后进行性能测试，如荧光性能、电导率、热稳定性等。该方法制备的PDBTO荧光发射波长在460nm左右(荧光量子产率不低于0.08)，四探针法测定其电导率大于10-1S/cm，热分解温度大于450K。
实施例2
与实施例1相似，不同之处在于电化学聚合方法为恒电流法，采用电流密度为1mA cm-2电解聚合5000～60000s，通过控制时间的长短，可以获得厚度为1μm～100μm的聚(二氧化硫芴)(PDBTO)。该方法制备的PDBTO荧光发射波长在460nm左右(荧光量子产率不低于0.08)，四探针法测定其电导率大于10-1S/cm，热分解温度大于450K。
Claims (2)
1、一种在导电玻璃或铂片表面直接制备导电聚(二氧化硫芴)薄膜的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)、电化学溶液配制
将单体二氧化硫芴溶于三氟化硼乙醚中，或溶于体积比为10∶1的三氟化硼乙醚与三氟乙酸混合溶剂中，搅拌均匀后，配制出单体二氧化硫芴的摩尔浓度为5～20mmol/L的电化学溶液；
(2)、电化学聚合
将配制好的电化学溶液置入由经典的三电极电解池与电化学分析仪连接组成的电化学反应装置中，工作电极为导电玻璃或铂片，对电极为铂片或不锈钢，参比电极为Ag/AgCl，向溶液中通入惰性气体20-25分钟，采用1.6～2.0V恒电压或1～5mA/cm2恒电流进行电聚合，电解聚合5000～60000秒后，将沉积有聚(二氧化硫芴)薄膜的导电玻璃或铂片从电化学溶液中取出，用乙醚轻轻淋洗，将聚合物薄膜刮下，放到60-65℃真空烘箱中烤干24小时，即得聚(二氧化硫芴)薄膜。
2、如权利要求1所述的在导电玻璃或铂片表面直接制备导电聚(二氧化硫芴)薄膜的方法，其特征在于：步骤(2)中电化学聚合是在惰性气体保护下进行。
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