[发明专利]一种具有推拉电子结构的光电纳米复合材料及制备

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电纳米复合材料及其制备方法，具体涉及一类具有推拉电子结构的光电纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

纳米复合材料具有特殊的导电特性、光电特性、光催化能力及随粒径变化的吸收或发射光谱，引起广大学者的关注。在纳米复合材料的制备过程中，聚合物作为基底材料可以大大地提高纳米微粒的稳定性，同时使纳米微粒在很大的粒度范围内得到控制；可以稳定纳米微粒的表面修饰层结构，进而实现对纳米微粒特殊性质的微观调控；聚合物材料优异的光学性能为发展新型的复合非线性光学材料提供了良好的条件。有研究表明，具有推拉电子结构的主链共轭的聚合物在光电转化与传导以及非线性光学方面具有优异的性能和潜在的应用价值。

寻求具有优良的光致发光、电致发光和三阶非线性光学性质的光电纳米复合材料，以及寻求可以通过控制原料配比，有效控制复合物中纳米粒子的含量的纳米复合物的制备方法，以获得不同性能的复合材料，是本领域技术人员正在不断努力的方向。

发明内容

本发明目的是提供一种具有推拉电子结构的光电纳米复合材料及其制备方法，以获取优良的光致发光(PL)、电致发光(EL)和三阶非线性光学(NLO)性能。

本发明的另一个目的是提供一种光电纳米复合材料的制备方法，采用该方法实现纳米粒子含量可控、粒径可控。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有推拉电子结构的光电纳米复合材料，采用纳米材料修饰具有推拉电子结构的3-烷氧基噻吩-3-对硝基苄氧基噻吩交替聚合物而得，所述纳米材料选自纳米硒化镉、纳米硫化镉或纳米硫化锌中的一种。

上述技术方案中，所述3-烷氧基噻吩-3-对硝基苄氧基噻吩交替聚合物中，所述烷氧基选自丙氧基、丁氧基、辛氧基、癸氧基或十二烷氧基中的一种。

上述具有推拉电子结构的光电纳米复合材料的制备方法，包括下列步骤：

(1)将烷基醇和钠按照摩尔比1.1∶1～1.2∶1在1-甲基吡咯烷酮溶液中合成烷基醇钠，再按照烷基醇钠∶3-溴噻吩＝1.1∶1～1.2∶1(摩尔比)，根据所得烷基醇钠的量加入3-溴噻吩制备得3-烷氧基噻吩；

其中，所述烷基醇选自甲醇、正辛醇、正癸醇或正十二醇中的一种；

按照对硝基苄醇∶3-溴噻吩＝1.1∶1～1.2∶1(摩尔比)，在碳酸钾催化下制备3-对硝基苄氧基噻吩；

(2)按照3-烷氧基噻吩∶N-溴代丁二酰亚胺＝1∶2(摩尔比)，在氯仿溶液中将3-烷氧基噻吩溴化，再按照摩尔比1∶2将溴化3-烷氧基噻吩与格氏试剂进行格氏反应，得到3-烷氧基噻吩的格氏试剂。

(3)在占单体量0.5％(摩尔比)偶联反应催化剂的作用下，将1∶1(摩尔比)的3-烷氧基噻吩与3-对硝基苄氧基噻吩聚合反应，得到具有推拉电子结构的3-烷氧基噻吩-3-对硝基苄氧基噻吩交替聚合物。

(4)按照3-烷氧基噻吩-3-对硝基苄氧基噻吩交替聚合物重复单元的摩尔数∶氯化镉或氯化锌的摩尔数＝5∶1～1∶5，在DMF溶液中制备聚噻吩衍生物-Cd²⁺(Zn²⁺)，再与硫化钠或亚硫酸硒钠反应，原位生成聚噻吩衍生物纳米复合物。

其中，步骤(3)所述偶联反应催化剂是Ni(dppp)Cl₂。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.由于纳米粒子引入了聚合物，从而增加了聚合物的共平面结构的稳定性和光电传导性，因此该材料具有优良的光致发光、电致发光和三阶非线性光学性质。

2.在3-烷氧基噻吩-3-对硝基苄氧基噻吩交替聚合物的合成中，由于可以通过选择单体3-烷氧基噻吩的种类，因此可以改善复合物的溶解性。

3.在纳米复合物的制备中，由于可以通过控制3-烷氧基噻吩-3-对硝基苄氧基噻吩交替聚合物与纳米粒子的摩尔配比，因此可有效控制纳米粒子的含量、粒径及其分散性，进而调节纳米复合物的光学性能。

4.由于详细研究了单体配比、纳米粒子的含量等因素对复合物光学性能的影响，本发明具有高效、简便、降低生产成本和易工业化实施等优点。

附图说明

附图1是实施例一中聚烷氧基噻吩纳米复合物制备工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见附图1所示，