[发明专利]四硫富瓦烯分子基的微米和/或纳米功能材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，特别涉及利用超分子自组装方法合成四硫富瓦烯分子基的微米和/或纳米功能材料。

背景技术

四硫富瓦烯(TTF)及其衍生物是一种很强的电子给体，可以在低电位被分步可逆地氧化为稳定的正一价(TTF^+·)阳离子自由基和正二价(TTF²⁺)阳离子，因此四硫富瓦烯及其衍生物在有机导体、有机磁体、有机场效应管等功能材料领域的研究一直深受重视。近年来，通过分子间的非共价相互作用制备功能化四硫富瓦烯及其衍生物的超分子微米或纳米尺度的功能材料引起了科学家们的关注。日本的Kato研究组、Shinkai研究组、中国科学院化学所的张德清研究组和西班牙的Amabilino研究组等各自独立的报道了利用具有氢键作用单元的四硫富瓦烯衍生物合成微米或纳米尺度的线状凝胶和纤维(J.Am.Chem.Soc.2005，127，14765～14775.；J.Am.Chem.Soc.2005，127，14980～14981.；J.Am.Chem.Soc.2005，127，16372～16373.；Angew.Chem.，Int.Ed.2007，46，238～241.)。日本的Iyoda研究组通过π-π堆积和硫硫相互作用合成线状纳米结构。在这些报道的工作中，四硫富瓦烯功能材料经过进一步的氧化生成四硫富瓦烯衍生物的阳离子自由基，从而呈现一定的导电性质。通过四硫富瓦烯的衍生物对金属纳米粒子的键合作用，中国科学院化学所的张德清研究组和日本的Enoki研究组制备了四硫富瓦烯的衍生物修饰的金纳米粒子(Chem.Eur.J.2006，12，1067～1073；J.Phys.Chem.B 2006，110，20895～20900)；利用四硫富瓦烯的氧化还原性质，日本的Chujo研究组合成了Ag的纳米粒子(Chem.Comm.2002，1300～1301.)。但通过配位作用制备的四硫富瓦烯衍生物功能微米或纳米材料，以及结合四硫富瓦烯衍生物的氧化还原性质和超分子自组装过程一步得到由四硫富瓦烯衍生物稳定的阳离子自由基组成的有机与无机复合微米或纳米功能材料、或有机阳离子自由基微米或纳米尺度功能材料的例子尚未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过超分子自组装过程合成四硫富瓦烯分子基的微米和/或纳米功能材料的制备方法。

本发明的四硫富瓦烯分子基的微米和/或纳米功能材料的制备方法：

一、液相扩散法：将四硫富瓦烯衍生物和无机金属盐分别溶于不同比重并且可以互溶的溶剂中，当四硫富瓦烯衍生物溶解于比重较大的溶剂，无机金属盐溶解于比重较小的溶剂时，首先将溶解有四硫富瓦烯衍生物的溶剂加入到容器中，再缓慢加入溶解有无机金属盐的溶剂；或者

当四硫富瓦烯衍生物溶解于比重较小的溶剂，无机金属盐溶解于比重较大的溶剂时，首先将溶解有无机金属盐的溶剂加入到容器中，再缓慢加入溶解有四硫富瓦烯衍生物的溶剂；

在容器中加入的比重不同的溶解有四硫富瓦烯衍生物的溶剂，及溶解有无机金属盐的溶剂会分层，然后经过溶解有四硫富瓦烯衍生物的溶剂，及溶解有无机金属盐的溶剂互相渗透和混合，四硫富瓦烯衍生物和无机金属盐反应生成四硫富瓦烯分子基的微米和/或纳米功能材料；

所述的用于溶解四硫富瓦烯衍生物的溶剂是：二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、乙腈、丙酮、氯仿、四氢呋喃、吡啶、四氯化碳或甲醇等。

所述的用于溶解无机金属盐的溶剂是：水、乙醇、甲醇、苯、甲苯、二甲苯、乙腈、丙酮、四氢呋喃或乙醚等。

二、溶液挥发法：将四硫富瓦烯衍生物和无机金属盐混合，溶于同一种溶剂中，溶剂挥发，四硫富瓦烯衍生物和无机金属盐反应得到四硫富瓦烯分子基的微米和/或纳米功能材料。

所述的溶剂选自二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、乙腈、丙酮、氯仿、四氢呋喃、吡啶、四氯化碳、甲醇、乙醇中的一种溶剂或大于一种的混合溶剂等；或者是乙腈、丙酮、四氢呋喃、吡啶、甲醇或乙醇溶剂中的一种或大于一种的混合溶剂与水的混合溶剂，且水的质量百分含量不大于5％。

上述两种方法所述的四硫富瓦烯衍生物与无机金属盐的摩尔比是10∶1至1∶10。

上述两种方法所述的反应温度为零下60摄氏度到60摄氏度。