CN101560289B - 在导电玻璃表面直接制备聚(1,1′-联萘)及其烷氧基衍生物薄膜的方法 - Google Patents

在导电玻璃表面直接制备聚(1,1′-联萘)及其烷氧基衍生物薄膜的方法 Download PDF

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Abstract

一种在导电玻璃或者不锈钢表面直接制备聚(1，1′-联萘)(PBN)及其烷氧基衍生物(PDABN)薄膜的方法，是利用电化学沉积法，以Ag/AgCl为参比电极，不锈钢或铂为对电极，导电玻璃或者不锈钢为工作电极，将以三氟化硼乙醚与二氯甲烷或三氯甲烷的混合溶剂为电解发生体系，以单体1，1′-联萘(BN)或其烷氧基衍生物(DABN)为原料所形成的溶液，直接在导电玻璃或者不锈钢上电沉积得到自支撑PBN或PDABN薄膜。本发明的方法简单，成膜速度快，该膜具有良好的光电性能，可用于光电器件的组装。

Description

在导电玻璃表面直接制备聚(1，1′-联萘)及其烷氧基衍生物薄膜的方法
技术领域
本发明属于导电高分子自支撑光电薄膜材料领域，特别涉及一种在导电玻璃表面直接制备聚(1，1′-联萘)(PBN)及其烷氧基衍生物(PDABN)薄膜的方法。
背景技术
聚萘及其衍生物具有独特的电化学性质及良好的非线性光学性质，可以应用于传感器、二次电池、电致变色或电致发光等光电器件的制作。(1，1′-联萘)(PBN)及其烷氧基衍生物(PDABN)作为萘的衍生物，其聚合物将同时拥有良好的导电性能和光学性能。
现有的方法基本是用电化学氧化法获得导电聚噻吩薄膜，或者是利用化学氧化法在绝缘材料表面获得聚吡咯薄膜，然后用于器件组装。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联萘及其衍生物薄膜，却没有涉及。
发明内容
本发明的目的就是提供一种在导电玻璃表面直接制备聚(1，1′-联萘)及其烷氧基衍生物薄膜的方法。
本发明的在导电玻璃表面直接制备聚(1，1′-联萘)(PBN)及其烷氧基衍生物(PDABN)薄膜的方法，包括以下步骤：
1、电化学溶液配制
将单体1，1′-联萘(BN)或其烷氧基衍生物(DABN)各自溶于三氟化硼乙醚与二氯甲烷或三氯甲烷的混合溶剂(三氟化硼乙醚BFEE体积含量为10％～70％)中，搅拌均匀，配制出单体1，1′-联萘(BN)和其烷氧基衍生物(DABN)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不锈钢片，对电极为不锈钢或铂，参比电极为Ag/AgCl，采用0.80～1.7V恒电压或1～5mA/cm2恒电流或电压扫描范围为-0.1～1.2V、扫描圈数为100～1200圈的循环伏安方法进行电聚合，电聚合是在惰性气体保护下进行，开始后，聚(1，1′-联萘)(PBN)及其烷氧基衍生物(PDABN)在工作电极表面逐渐沉积，形成黑色薄膜，电解聚合1000～60000秒后，将沉积有PBN或PDABN薄膜的导电玻璃或不锈钢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，将聚合物薄膜撕下，放到60-65℃真空烘箱中烤干24小时，即得聚(1，1′-联萘)(PBN)及其烷氧基衍生物(PDABN)薄膜。
本发明方法得到的PBN或PDABN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。
本发明的在导电玻璃表面直接制备聚(1，1′-联萘)及其烷氧基衍生物薄膜的方法优点是，方法简单，成膜速度快，该膜可用于光电器件的组装。
附图说明
图1为PDMBN在BFEE和CHCl3混合体系(3∶5)中得到的循环伏安曲线；
图2为在BFEE和CHCl3混合体系(3∶5)中得到的PDMBN的TG/DTG曲线。
具体实施方式
实施例1
一种在导电玻璃表面直接制备聚(1，1′-联萘)(PBN)薄膜的方法，包括以下步骤：
1、电化学溶液配制，将单体1，1′-联萘(BN)溶于三氟化硼乙醚与二氯甲烷或三氯甲烷的混合溶剂(三氟化硼乙醚与二氯甲烷或三氯甲烷的体积比为3∶5)中，搅拌均匀，配制出单体1，1′-联萘(BN)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)导电玻璃作为工作电极、不锈钢或者铂作为对电极、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1.1V(整个实验在氮气保护下进行)，PBN开始在ITO导电玻璃表面逐渐沉积，形成黑色薄膜，电沉积时间为30000秒，得到的PBN薄膜的厚度为20～50μm；
3、薄膜表征，电沉积结束后，将沉积有PBN薄膜的ITO导电玻璃或不锈钢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，然后将聚合物薄膜撕下，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。
实施例2
本实施例与实施例1相似，不同之处在于电化学采用的单体为2，2′-二甲氧基-1，1′-联萘，其单体摩尔浓度为5～20mmol/L，电压为1.3V电解聚合5000～60000s，通过控制时间的长短，可以获得厚度为1μm～50μm的聚(2，2′-二甲氧基-1，1′-联萘)(PDMBN)薄膜。
实施例3
本实施例与实施例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(1，1′-联萘)(PBN)及其烷氧基衍生物(PDABN)薄膜。
实施例4
本实施例与实施例1相似，不同之处在于电化学聚合方法为循环伏安法，设定电压扫描范围为-0.1～1.2V、扫描圈数为100～1200圈进行电解聚合，通过控制扫描圈数的大小，可以获得厚度为1μm～100μm的聚(1，1′-联萘)(PBN)及其烷氧基衍生物(PDABN)薄膜。

Claims (2)

1.一种在导电玻璃表面直接制备聚(1，1′-联萘)及其烷氧基衍生物薄膜的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、电化学溶液配制
将单体1，1′-联萘或其烷氧基衍生物各自溶于三氟化硼乙醚体积含量为10％～70％的三氟化硼乙醚与二氯甲烷或三氯甲烷的混合溶剂中，搅拌均匀，配制出单体1，1′-联萘和其烷氧基衍生物摩尔浓度为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不锈钢片，对电极为不锈钢或铂，参比电极为Ag/AgCl，采用0.80～1.7V恒电压或1～5mA/cm2恒电流或电压扫描范围为-0.1～1.2V、扫描圈数为100～1200圈的循环伏安方法进行电聚合，电解聚合1000～60000秒后，将沉积有聚(1，1′-联萘)或聚(1，1′-联萘)烷氧基衍生物薄膜的导电玻璃或不锈钢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，将聚合物薄膜撕下，放到60-65℃真空烘箱中烤干24小时，即得聚(1，1′-联萘)及其烷氧基衍生物薄膜。
2.如权利要求1所述的在导电玻璃表面直接制备聚(1，1′-联萘)及其烷氧基衍生物薄膜的方法，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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