CN114456296B - 一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法 - Google Patents

一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114456296B
CN114456296B CN202210104589.4A CN202210104589A CN114456296B CN 114456296 B CN114456296 B CN 114456296B CN 202210104589 A CN202210104589 A CN 202210104589A CN 114456296 B CN114456296 B CN 114456296B
Authority
CN
China
Prior art keywords
mass
carbon dot
parts
composite material
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210104589.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114456296A (zh
Inventor
任先艳
李程浩
王超
刘才林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University of Science and Technology
Original Assignee
Southwest University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University of Science and Technology filed Critical Southwest University of Science and Technology
Priority to CN202210104589.4A priority Critical patent/CN114456296B/zh
Publication of CN114456296A publication Critical patent/CN114456296A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114456296B publication Critical patent/CN114456296B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F126/00—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F126/06—Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F126/12—N-Vinyl-carbazole
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00—Polymerisation catalysts
    • C08F4/40—Redox systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，其特征是：将稠环芳烃与混合酸混合，在80～120℃下反应12～48小时，再经过冷却、过滤、洗涤，得硝基化稠环芳烃；将硝基化稠环芳烃和有机溶剂混合，加入至反应釜中升温至180～240℃下反应8～24小时，待冷却后过滤、干燥，得到碳点；将胺溶解于有机溶剂中，得溶液A；将碳点分散入有机溶剂中，得溶液B；将乙烯基咔唑溶解于有机溶剂中，向其中滴加溶液A和溶液B，再在30～80℃保温4～24小时；浓缩，洗涤，烘干，得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。本发明制备的聚乙烯咔唑/碳点复合材料适用于太阳能电池、光电子器件。

Description

一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙 烯咔唑/碳点复合材料的方法
技术领域
本发明属于功能高分子材料的制备，涉及一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法。本发明制备的聚乙烯咔唑/碳点复合材料特别适用于太阳能电池、光电子器件。
背景技术
聚乙烯咔唑因其具备良好的成膜性、可加工性和光电传导能力而被广泛应用于光伏领域，使用极性溶剂加工的聚乙烯咔唑薄膜常作为空穴传输层组成太阳能电池。聚乙烯咔唑的薄膜表面光滑，晶粒尺寸小，晶体质量好，缺陷少，能有效促进辐射复合，提高发光性能。同时聚乙烯咔唑层提供了合适的能级和极短的空穴传输距离，增强空穴注入能力，因此常常被用作该领域的基础材料。
现有的制备聚乙烯咔唑的技术中，要么加入适量热引发剂以降低热引发聚合的温度(戴亚杰等，聚乙烯咔唑合成工艺的研究，2009，5：632-635)，要么加入光敏剂以光诱导自由基的生成，提高自由基聚合效果(Hu et al.,Asymmetric polymerization of N-vinylcarbazole with optically active anionic initiators,11(2015),1618-1624；Kaya et al.,Visible light-induced free radical promoted cationicpolymerization using organotellurium compounds,9(2018)5639-5643)。然而，以上述方法进行的乙烯基咔唑聚合需要热引发剂在高温条件下、或者在金属离子和光辅助下进行，成本较高，制备工艺较为苛刻。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法。采用本发明，在温和条件下，采用碳点/胺类组成氧化还原引发体系，无需高温、光照或在其他外加金属试剂帮助下便能够引发乙烯咔唑单体聚合，从而提供一种通过碳点引发聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法。制备的聚乙烯咔唑/碳点复合材料较常规聚乙烯咔唑具有更高的光电转化效率和电荷转移速率。
本发明的内容是：一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，其特征是步骤为：
a、将1～5质量份的稠环芳烃与混合酸混合均匀，在配有冷凝装置的反应器中(例如，三颈瓶)于80～120℃温度下反应12～48小时，再经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基化稠环芳烃；
所述混合酸是40～160质量份浓硫酸和40～160质量份浓硝酸混合组成的混合酸；
b、将0.1～0.5质量份硝基化稠环芳烃和30质量份有机溶剂混合，超声处理(30分钟)，再加入至反应釜中升温至180～240℃下反应8～24小时，待冷却后，过滤、干燥，得到碳点；
c、将0.02～0.1质量份胺溶解于5质量份有机溶剂中，获得溶液A；将0.02～0.1质量份碳点分散入5质量份有机溶剂中，获得溶液B；将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份有机溶剂的反应器(例如：三颈烧瓶)中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入反应器中，温度控制在30～80℃，保温4～24小时；最后(通过旋转蒸发仪)蒸发浓缩反应体系，用(过量)甲醇沉淀、洗涤(3～5次)，将沉淀烘干，即得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
本发明的内容中：步骤a中所述的稠环芳烃可以为菲、蒽、芘、苝、蔻、苯并芘中的一种或其衍生物。
本发明的内容中：步骤b、步骤c中所述的有机溶剂可以为甲苯、氯苯、四氢呋喃、吡啶、二甲基亚砜中的一种或两种以上的混合物。
本发明的内容中：步骤c所述的胺可以为苯胺、间苯二胺、邻苯二胺、N，N—二甲基苯胺、N，N—二乙基苯胺中的一种或两种以上的混合物。
本发明的内容中：步骤b中所述反应釜较好的是含特氟龙内胆的水热釜。
本发明的内容中：步骤a中所述的浓硫酸是质量百分比浓度为98％的浓硫酸，所述的浓硝酸是质量百分比浓度为68％的浓硝酸。
与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果：
(1)采用本发明，以制备得到的硝基取代的稠环芳烃作为前驱体制备的碳点，具有较高氮含量和丰富的官能团，赋予碳点在有机溶剂中的溶解性、605nm红色荧光发射性、量子产率高达19.88％的特性；
(2)采用本发明，利用碳点溶于有机溶剂的特性，使得碳点能与溶有乙烯基咔唑的有机体系充分反应，保证碳点与聚乙烯基咔唑复合良好，从而成功制备出碳点改性聚乙烯基咔唑(聚乙烯咔唑/碳点复合材料)；
(3)本发明利用碳点与胺类构成的氧化还原引发体系，诱导乙烯基咔唑自由基聚合，无需在高温、光照或要求热引发剂、光引发剂存在的条件下即可进行，是一种不同于传统的制备聚乙烯基咔唑的新方法；乙烯基咔唑的聚合温度可低至30℃，聚合时间可缩短至4小时；
(4)采用本发明制备的聚乙烯咔唑/碳点复合材料较碳点具有更强的光致发光能力，较常规聚乙烯咔唑具有更高的光电转化效率和电荷转移速率。聚乙烯咔唑/碳点复合材料荧光量子产率达到28.75％，相较于原碳点提升44.61％；经交流阻抗测试，不同温度下制备的复合材料电荷转移阻抗均小于传统聚乙烯基咔唑的，传统聚乙烯基咔唑的电荷转移阻抗为70.4Ω。制备的薄膜具有更高的电子电荷转移能力，特别适用于光伏领域，提高电子空穴传导效率，特别适用于聚合物太阳能电池、光电子器件。
(5)本发明制备工艺简单，容易操作，实用性强。
附图说明
图1是本发明方法制得的聚乙烯咔唑/碳点复合材料和市售聚乙烯咔唑的核磁共振氢谱；该谱图说明：本发明制备的聚乙烯咔唑/碳点复合材料与市售聚乙烯咔唑的特征峰相同，说明此引发体系在温和条件下制备聚乙烯咔唑有效；
图2是本发明方法制得的聚乙烯咔唑/碳点复合材料和市售聚乙烯咔唑在0.1mol/L四丁基六氟磷酸铵溶液中，105～10-2赫兹频率范围内测试的交流阻抗谱；该图说明：在相同测试条件下，本发明制备的聚乙烯咔唑/碳点复合材料在高频区具有更加小的半圆半径，且复合材料的低频区斜率相较聚乙烯咔唑高，说明体系中碳点的存在可有效降低聚乙烯咔唑薄膜的电荷转移阻抗，有效提高了聚乙烯咔唑电荷转移能力。
具体实施方式
下面给出的实施例拟对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1：
一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，步骤为：
a、将2质量份菲和80质量份浓硫酸、120质量份浓硝酸混合均匀，在配有冷凝装置的三颈瓶中于80℃温度下反应48小时，再经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基菲；
b、将0.1质量份硝基菲和30质量份甲苯混合，超声处理30分钟，再加入至含特氟龙内胆的水热釜中升温至200℃反应12小时，待冷却后，过滤、干燥，得到碳点；
c、将0.02质量份苯胺溶解于5质量份四氢呋喃中，获得溶液A，将0.08质量份碳点分散入5质量份四氢呋喃中，获得溶液B。将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份四氢呋喃的三颈烧瓶中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入三颈瓶中，温度控制在30℃，保温8小时；最后通过旋转蒸发仪蒸发浓缩反应体系，用过量甲醇沉淀、洗涤3～5次，将沉淀烘干，得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
实施例2：
一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，步骤为：
a、将5质量份蒽和150质量份浓硫酸、150质量份浓硝酸混合均匀，在配有冷凝装置的三颈瓶中于80℃温度下反应48小时，再经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基蒽；
b、将0.3质量份硝基蒽和30质量份甲苯混合，超声处理30分钟，再加入至含特氟龙内胆的水热釜中升温至200℃反应12小时，待冷却后，过滤、干燥得到碳点；
c、将0.1质量份间苯二胺溶解于5质量份氯苯中，获得溶液A，将0.1质量份碳点分散入5质量份氯苯中，获得溶液B。将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份氯苯的三颈烧瓶中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入三颈瓶中，温度控制在80℃，保温8小时；最后通过旋转蒸发仪蒸发浓缩反应体系，用过量甲醇沉淀、洗涤3～5次，将沉淀烘干，得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
实施例3：
一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，步骤为：
a、将2质量份芘和40质量份浓硫酸、120质量份浓硝酸混合均匀，在配有冷凝装置的三颈瓶中于80℃温度下反应48小时，再经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基芘；
b、将0.4质量份硝基芘和30质量份甲苯混合，超声处理30分钟，再加入至含特氟龙内胆的水热釜中升温至200℃反应12小时，待冷却后，过滤、干燥得到碳点；
c、将0.05质量份邻苯二胺溶解于5质量份甲苯中，获得溶液A，将0.1质量份碳点分散入5质量份甲苯中，获得溶液B。将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份甲苯的三颈烧瓶中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入三颈瓶中，温度控制在50℃，保温8小时；最后通过旋转蒸发仪蒸发浓缩反应体系，用过量甲醇沉淀、洗涤3～5次，将沉淀烘干，得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
实施例4：
一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，步骤为：
a、将3质量份苝和160质量份浓硫酸、40质量份浓硝酸混合均匀，在配有冷凝装置的三颈瓶中于120℃温度下反应48小时，再经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基苝；
b、将0.3质量份硝基苝和30质量份吡啶混合，超声处理30分钟，再加入至含特氟龙内胆的水热釜中升温至220℃反应16小时，待冷却后，过滤、干燥得到碳点；
c、将0.02质量份N，N—二乙基苯胺溶解于5质量份吡啶中，获得溶液A，将0.08质量份碳点分散入5质量份吡啶中，获得溶液B。将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份吡啶的三颈烧瓶中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入三颈瓶中，温度控制在40℃，保温8小时；最后通过旋转蒸发仪蒸发浓缩反应体系，用过量甲醇沉淀、洗涤3～5次，将沉淀烘干，得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
实施例5：
一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，步骤为：
a、将4质量份蔻和100质量份浓硫酸、80质量份浓硝酸混合均匀，在配有冷凝装置的三颈瓶中于100℃温度下反应48小时，再经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基蔻；
b、将0.3质量份硝基蔻和30质量份二甲基亚砜混合，超声处理30分钟，再加入至含特氟龙内胆的水热釜中升温至240℃反应10小时，待冷却后，过滤、干燥得到碳点；
c、将0.05质量份N，N—二乙基苯胺溶解于5质量份二甲基亚砜中，获得溶液A，将0.05质量份碳点分散入5质量份二甲基亚砜中，获得溶液B。将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份二甲基亚砜的三颈烧瓶中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入三颈瓶中，温度控制在60℃，保温8小时；最后通过旋转蒸发仪蒸发浓缩反应体系，用过量甲醇沉淀、洗涤3～5次，将沉淀烘干，得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
实施例6：
一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，步骤为：
a、将2质量份苯并芘和120质量份浓硫酸、80质量份浓硝酸混合均匀，在配有冷凝装置的三颈瓶中于120℃温度下反应48小时，再经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基苯并芘；
b、将0.3质量份硝基苯并芘和30质量份二甲基亚砜混合，超声处理30分钟，再加入至含特氟龙内胆的水热釜中升温至230℃反应12小时，待冷却后，过滤、干燥得到碳点；
c、将0.05质量份N，N—二乙基苯胺溶解于5质量份二甲基亚砜中，获得溶液A，将0.1质量份碳点分散入5质量份二甲基亚砜中，获得溶液B。将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份二甲基亚砜的三颈烧瓶中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入三颈瓶中，温度控制在70℃，保温8小时；最后通过旋转蒸发仪蒸发浓缩反应体系，用过量甲醇沉淀、洗涤3～5次，将沉淀烘干，得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
上述实施例1～6制得的聚乙烯咔唑/碳点复合材料的分子量情况见下表：
实施例 1 2 3 4 5 6
重均分子量Mw 24819 26128 26113 25956 25674 26425
多分散系数 1.949 1.879 1.870 1.909 1.889 1.920
上述实施例1～6制得的聚乙烯咔唑/碳点复合材料的量子产率及电荷转移阻抗见下表：
实施例 1 2 3 4 5 6
量子产率/％ 21.87 27.75 25.80 23.07 24.89 27.94
电荷转移阻抗/Ω 64.1 57.4 59.1 57.8 63.2 55.1
实施例7～12：
一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，步骤为：
a、将2质量份稠环芳烃和40质量份浓硫酸、120质量份浓硝酸混合均匀，在配有冷凝装置的三颈瓶中于80℃温度下反应48小时，再经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基化稠环芳烃；
b、将0.4质量份硝基化稠环芳烃和30质量份有机溶剂混合，超声处理30分钟，再加入至含特氟龙内胆的水热釜中升温至200℃反应12小时，待冷却后，过滤、干燥得到碳点；
c、将0.02～0.1质量份胺溶解于5质量份有机溶剂中，获得溶液A，将0.02～0.1质量份碳点分散入5质量份有机溶剂中，获得溶液B。将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份有机溶剂的三颈烧瓶中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入三颈瓶中，温度控制在50℃，保温8小时；最后通过旋转蒸发仪蒸发浓缩反应体系，用过量甲醇沉淀、洗涤3～5次，将沉淀烘干，得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
各实施例中的步骤c中各组分原料的使用量(质量份)与产率见下表：
实施例编号 7 8 9 10 11 12
胺 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.02
碳点 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.08
产率/％ 10.5 20.8 25.9 30.1 55.6 90.4
上述实施例7～12中：步骤c中所述的胺可以为苯胺、间苯二胺、邻苯二胺、N，N—二甲基苯胺、N，N—二乙基苯胺中的一种或两种以上的混合物。
上述实施例7～12中：步骤a中所述的稠环芳烃为菲、蒽、芘、苝、蔻、苯并芘中的一种或其衍生物。
上述实施例7～12中：步骤b中所述的有机溶剂可以为甲苯、氯苯、四氢呋喃、吡啶、二甲基亚砜中的一种或两种以上的混合物；
上述实施例7～12中：步骤c中所述的有机溶剂可以为甲苯、氯苯、四氢呋喃、吡啶、二甲基亚砜中的一种或两种以上的混合物。
实施例13：
一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，步骤为：
a、将1质量份的稠环芳烃与混合酸混合均匀，在配有冷凝装置的三颈瓶中于80℃温度下反应12小时，然后经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基化稠环芳烃；
所述混合酸是40质量份浓硫酸和40质量份浓硝酸混合组成的混合酸；
b、将0.1质量份硝基化稠环芳烃和30质量份有机溶剂混合，超声处理30分钟，再加入至反应釜中升温至180℃下反应8小时，待冷却后，过滤、干燥，得到碳点；
c、将0.02质量份胺溶解于5质量份有机溶剂中，获得溶液A；将0.02质量份碳点分散入5质量份有机溶剂中，获得溶液B；将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份有机溶剂的反应器(例如：三颈烧瓶)中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入反应器中，温度控制在30℃，保温4小时；最后通过旋转蒸发仪蒸发浓缩反应体系，用过量甲醇沉淀、洗涤3～5次，将沉淀烘干，即得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
实施例14：
一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，步骤为：
a、将5质量份的稠环芳烃与混合酸混合均匀，在配有冷凝装置的三颈瓶中于120℃温度下反应48小时，然后经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基化稠环芳烃；
所述混合酸是160质量份浓硫酸和160质量份浓硝酸混合组成的混合酸；
b、将0.5质量份硝基化稠环芳烃和30质量份有机溶剂混合，超声处理30分钟，再加入至反应釜中升温至240℃下反应24小时，待冷却后，过滤、干燥，得到碳点；
c、将0.1质量份胺溶解于5质量份有机溶剂中，获得溶液A；将0.1质量份碳点分散入5质量份有机溶剂中，获得溶液B；将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份有机溶剂的反应器(例如：三颈烧瓶)中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入反应器中，温度控制在80℃，保温24小时；最后通过旋转蒸发仪蒸发浓缩反应体系，用过量甲醇沉淀、洗涤3～5次，将沉淀烘干，即得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
实施例15：
一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，步骤为：
a、将3质量份的稠环芳烃与混合酸混合均匀，在配有冷凝装置的三颈瓶中于100℃温度下反应30小时，然后经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基化稠环芳烃；
所述混合酸是100质量份浓硫酸和100质量份浓硝酸混合组成的混合酸；
b、将0.3质量份硝基化稠环芳烃和30质量份有机溶剂混合，超声处理30分钟，再加入至反应釜中升温至210℃下反应16小时，待冷却后，过滤、干燥，得到碳点；
c、将0.06质量份胺溶解于5质量份有机溶剂中，获得溶液A；将0.06质量份碳点分散入5质量份有机溶剂中，获得溶液B；将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份有机溶剂的反应器(例如：三颈烧瓶)中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入反应器中，温度控制在55℃，保温14小时；最后通过旋转蒸发仪蒸发浓缩反应体系)，用过量甲醇沉淀、洗涤3～5次，将沉淀烘干，即得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料。
上述实施例13～15中：步骤a中所述的稠环芳烃为菲、蒽、芘、苝、蔻、苯并芘中的一种或其衍生物；
上述实施例13～15中：步骤b、步骤c中所述的有机溶剂为甲苯、氯苯、四氢呋喃、吡啶、二甲基亚砜中的一种或两种以上的混合物；
上述实施例13～15中：步骤c所述的胺为苯胺、间苯二胺、邻苯二胺、N，N—二甲基苯胺、N，N—二乙基苯胺中的一种或两种以上的混合物；
上述实施例13～15中：步骤b中所述的反应釜是含特氟龙内胆的水热釜；
上述实施例13～15中：步骤a中所述的浓硫酸是质量百分比浓度为98％的浓硫酸，所述的浓硝酸是质量百分比浓度为68％的浓硝酸。
上述实施例中：所采用的各原料均为市售产品。
上述实施例中：所采用的百分比例中，未特别注明的，均为质量(重量)百分比例或本领域技术人员公知的百分比例；所述质量(重量)份可以均是克或千克。
上述实施例中：各步骤中的工艺参数(温度、时间等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。
本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。
本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。

Claims (4)

1.一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，其特征是步骤为：
a、将1～5质量份的稠环芳烃与混合酸混合均匀，在配有冷凝装置的反应器中于80～120℃温度下反应12～48小时，再经过冷却、过滤、去离子水洗涤，获得硝基化稠环芳烃；
所述的稠环芳烃为菲、蒽、芘、苝、蔻、苯并芘中的一种或其衍生物；
所述混合酸是40～160质量份浓硫酸和40～160质量份浓硝酸混合组成的混合酸；
b、将0.1～0.5质量份硝基化稠环芳烃和30质量份有机溶剂混合，超声处理，再加入至反应釜中升温至180～240℃下反应8～24小时，待冷却后，过滤、干燥，得到碳点；
c、将0.02～0.1质量份胺溶解于5质量份有机溶剂中，获得溶液A；将0.02～0.1质量份碳点分散入5质量份有机溶剂中，获得溶液B；将1质量份乙烯基咔唑溶解于装有10质量份有机溶剂的反应器中，在搅拌下，分别将溶液A和溶液B滴加入反应器中，温度控制在30～80℃，保温4～24小时；最后蒸发浓缩反应体系，用甲醇沉淀、洗涤，将沉淀烘干，即得到聚乙烯咔唑/碳点复合材料；
所述的胺为苯胺、间苯二胺、邻苯二胺、N，N—二甲基苯胺、N，N—二乙基苯胺中的一种或两种以上的混合物。
2.按权利要求1所述一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，其特征是：步骤b、步骤c中所述的有机溶剂为甲苯、氯苯、四氢呋喃、吡啶、二甲基亚砜中的一种或两种以上的混合物。
3.按权利要求1所述一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，其特征是：步骤b中所述的反应釜是含特氟龙内胆的水热釜。
4.按权利要求1所述一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法，其特征是：步骤a中所述的浓硫酸是质量百分比浓度为98%的浓硫酸，所述的浓硝酸是质量百分比浓度为68%的浓硝酸。
CN202210104589.4A 2022-01-28 2022-01-28 一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法 Active CN114456296B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210104589.4A CN114456296B (zh) 2022-01-28 2022-01-28 一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210104589.4A CN114456296B (zh) 2022-01-28 2022-01-28 一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114456296A CN114456296A (zh) 2022-05-10
CN114456296B true CN114456296B (zh) 2023-03-14

Family

ID=81410809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210104589.4A Active CN114456296B (zh) 2022-01-28 2022-01-28 一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114456296B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1273233A (en) * 1968-04-12 1972-05-03 Ricoh Kk Polymerization of n-vinyl carbazole, and poly-n-vinyl carbazole
CN106653384A (zh) * 2016-08-29 2017-05-10 上海大学 胺基功能化石墨烯量子点/碳纳米管/碳布三维柔性电极的制备方法
CN108641705A (zh) * 2018-04-21 2018-10-12 太原理工大学 基于碳点的电致发光器件用发光层材料
CN111040062A (zh) * 2018-10-11 2020-04-21 大连金点生物科技有限公司 以NiMe2-BOC为催化剂制备聚乙烯咔唑的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1273233A (en) * 1968-04-12 1972-05-03 Ricoh Kk Polymerization of n-vinyl carbazole, and poly-n-vinyl carbazole
CN106653384A (zh) * 2016-08-29 2017-05-10 上海大学 胺基功能化石墨烯量子点/碳纳米管/碳布三维柔性电极的制备方法
CN108641705A (zh) * 2018-04-21 2018-10-12 太原理工大学 基于碳点的电致发光器件用发光层材料
CN111040062A (zh) * 2018-10-11 2020-04-21 大连金点生物科技有限公司 以NiMe2-BOC为催化剂制备聚乙烯咔唑的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A new approach in functionalization of carbon nanoparticles for;Xianyan Ren等;《Carbon》;20181005;第141卷;全文 *
Nanocomposites composed of poly (N-vinyl carbazole) functionalized;Yifeng Shen等;《Synthetic Metals》;20200212;第261卷;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114456296A (zh) 2022-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Achieving efficient incorporation of Π‐electrons into graphitic carbon nitride for markedly improved hydrogen generation
EP1592729B1 (de) Carbazol-enthaltende konjugierte polymere und blends, deren darstellung und verwendung
WO2018223755A1 (zh) 一种锂离子电池电极材料的制备方法
CN107267140A (zh) 基于共轭配体的钙钛矿量子点及其制备方法和应用
CN107955135B (zh) 共轭有机格子纳米聚合物及其制备和应用方法
Dai et al. Water‐Dispersed Conjugated Polyelectrolyte for Visible‐Light Hydrogen Production
CN1769269A (zh) 封端的三芳基胺和咔唑类材料、处理方法及其应用
CN114672022B (zh) 半芳香族聚酰亚胺及其基于半芳香族聚酰亚胺基的颜色可调室温磷光材料及其制备方法
CN107266337A (zh) 钙钛矿发光材料甲脒溴化铅纳米晶的低温快速制备方法
Li et al. Interfacial chemical oxidative synthesis of multifunctional polyfluoranthene
Kolcu et al. Synthesis, characterization and photovoltaic studies of oligo (acriflavine) via chemical oxidative polymerization
CN114456296B (zh) 一种基于碳点/胺类氧化还原引发乙烯基咔唑聚合制备聚乙烯咔唑/碳点复合材料的方法
CN114733543B (zh) 一种硼修饰的氮化碳材料及其制备方法和应用
CN1749254A (zh) 含杂原子双螺环材料及其合成方法和应用
CN101397365B (zh) 1,8-咔唑类聚合物光电材料及其制备和应用方法
CN117380265A (zh) 一种基于碳化氮网络结构的光催化材料及其制备方法与应用
CN110544743B (zh) 一种高效基于卟啉材料的三元有机太阳电池及其制备方法
CN110534648B (zh) 一种有机小分子卤化物改性的钙钛矿光电功能材料、其制备及应用
CN115895640A (zh) 一种纳米中空碳球修饰的钙钛矿微晶及其制备方法
Wu et al. Construction of J-type aggregates as multi-functional interlayers for nonfullerene polymer solar cells
EP2358765B1 (en) Imidized polymers containing luminescent groups and method for obtaining them
Khoee et al. Synthesis, characterization and fluorimetric studies of novel photoactive poly (amide-imide) from anthracene 9-carboxaldehyde and 4, 4′-diaminodiphenyl ether by microwave irradiation
CN101298459A (zh) 乙烯基硅芴及其聚合物
CN110993801B (zh) 一种葡萄糖掺杂的有机无机杂化钙钛矿复合膜及其制备和应用
CN1743409A (zh) 封端噻吩小分子和聚合物材料、处理方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant