[发明专利]制备聚苯胺衍生物-金属配合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚苯胺衍生物-金属配合物的制备方法，具体地说，涉及一种聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺-金属配合物的制备方法。

背景技术

导电高分子是20世纪中期发展起来的众多功能高分子中的突出代表之一，由于导电高分子具有一系列独特的物理、化学性能，因此可广泛用于开发多功能材料和器件。在众多导电高分子中，导电聚苯胺具有原料易得、合成简便以及良好的环境稳定性等优点，因而成为导电高分子研究领域的热点之一。然而采用常规的化学或电化学方法氧化聚合制备的导电聚苯胺均是难溶解和难熔融的，加工性能极差，这就极大地限制了它的应用。

8-羟基喹啉铝是一种性能优良的n-型有机半导体发光材料，但其较低的发光效率及薄膜存在的晶化现象是影响器件亮度和寿命的重要因素。为此，众多科学工作者尝试制备各种喹啉衍生物的配合物或使其高分子化。通过实现8-羟基喹啉金属配合物的高分子化，可以得到性能稳定、容易加工、且发光效率高的发光材料，它将为制备高性能的有机/聚合物发光材料提供了一条新的途径。

时雨荃等报道了一种聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺-铝(锌)的配合物(天津大学学报，Vol.39，No.1，25-28，2006)。他们首先以5-[(苯氨基)甲基]-8-羟基喹啉为单体，在水/苯二相体系中，以过硫酸铵作为氧化剂合成了本征态的聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺，然后通过盐酸掺杂得到了导电的聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺，最后在含有Al₂(SO₄)₃或ZnSO₄的有机溶剂中制备了聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺-铝(锌)的配合物。

虽然所制备的聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺-铝(锌)的配合物具有不错的荧光性能，但其制备过程繁琐、操作成本较高且不够环保(需用大量的有机溶剂)。

发明内容

本发明目的在于，提供了一种步骤简洁、操作成本较低且环境友好的聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺-金属配合物的制备方法。

本发明的发明人发现：在含金属离子的酸性水溶液中，以过硫酸铵作为氧化剂，使5-[(苯胺基)甲基]-8-羟基喹啉单体发生氧化聚合，并直接与金属离子配位可制得聚N-[5-(-8-羟基喹啉)甲基]苯胺-金属配合物，具体制备方法如下：

(1)将5-[(苯胺基)甲基]-8-羟基喹啉单体(其制备参见：[J]Macromol Chem Phys，1994，195(8)：2739-2746)加入到由水溶性金属盐和无机酸水溶液组成的混合物中，超声分散5分钟～20分钟得混合液。

(2)在搅拌条件下，向由步骤(1)所得的混合液中分批加入由过硫酸铵和无机酸水溶液组成的混合物，过硫酸铵和无机酸水溶液组成的混合物加入时间控制在10分钟～40分钟，加料毕，在5℃～35℃条件下，反应42小时～72小时，过滤，用去离子水洗涤所得滤饼至洗涤液呈中性(pH值为7)，所得固体经干燥后即为目标物(聚N-[5-(8-羟基喹啉)甲基]苯胺-金属配合物)。

在本发明一个优选技术方案中，所说的水溶性金属盐是：硫酸铝(Al₂(SO₃)₃)、硫酸锌(ZnSO₄)、硫酸铜(CuSO₄)、三氯化铝、氯化锌(ZnCl₂)或氯化铜(CuCl₂)；

在本发明另一个优选技术方案中，所说的无机酸水溶液是：硫酸水溶液或盐酸水溶液，其浓度优选为0.1mol/L～1.5mol/L；

在本发明又一个优选技术方案中，5-[(苯胺基)甲基]-8-羟基喹啉(单体)与金属盐的摩尔比为1∶0.5～1∶6；

在本发明又一个优选技术方案中，5-[(苯胺基)甲基]-8-羟基喹啉(单体)与过硫酸铵的摩尔比为1∶0.5～1∶1.5；

在本发明又一个优选技术方案中，所说干燥的干燥温度为30℃～60℃。

本发明具有如下优点：

(1)提供了一种在水体系中直接制备荧光导电聚N-[5-(-8-羟基喹啉)甲基]苯胺-金属配合物的方法。该方法简单易行，且节能和环保。

(2)该类聚合物-金属配合物的特点是具有半导体的导电性及较强的荧光特性，并且可溶解或分散在一些常见的有机溶剂中。它可以通过印刷或涂布等简单的方法获得具有荧光特性的导电聚合物薄膜，有望在聚合物光电器件领域获得应用。

具体实施方式