[发明专利]固相法合成含烷氧基聚噻吩/纳米金复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备聚噻吩的衍生物/纳米金复合材料的方法，属于导电聚合物/金属复合材料制备领域。

背景技术

导电聚噻吩及其衍生物因具有类似芳香环的结构，有很好的环境稳定性、易于制备、掺杂后具有很高的导电性和发光性能等特点而备受关注。并且作为高分子材料的一种，导电能力可以从绝缘体到接近金属范围内调控等特性。聚噻吩的衍生物进来也是人们研究的热点，尤其是含烷氧基的聚噻吩，由于烷氧基的供电子效应使得含烷氧基聚噻吩的氧化还原电位降低从而大大增加了此类聚合物的电化学稳定性。

近年来，聚噻吩/金属纳米粒子作为一类重要的有机/无机复合材料，因其广泛应用于催化、电极材料、传感器、太阳能利用等领域日益引起人们的关注。而含烷氧基类聚噻吩/金属纳米粒子也逐渐引起人们的重视。其中，金纳米粒子因其无毒和良好的生物兼容性及良好的导电率等优点而成为生物传感器领域和电极材料研究的热点。目前该类复合材料的制备方法主要有：电化学合成法、原位聚合法、共混法等。但这些方法生产成本高，耗时耗才，而且产生大量有机废液。因此寻找一种反应条件温和，易于操作，简单方便，对环境无害的方法来制备该类复合材料成为研究热点。近年来，对具有无溶剂、污染少、耗时短、操作简单等优点的合成手段之一的固相合成方法受到了人们的青睐，已成为发展绿色化学与技术的新途径。另外，固相法适用于大规模工业化生产，这是其它方法所无法比拟的。

发明内容

本发明人在研究固相反应的过程中，发现当反应体系中噻吩衍生物中加入氧化剂聚合后生成的中间态可以还原氯金酸(HAuCl₄·4H₂O)成金纳米颗粒。本发明制备聚噻吩的衍生物/纳米金复合材料的方法是将噻吩衍生物的单体及氧化剂(FeCl₃)和HAuCl₄·4H₂O在室温条件下研磨发生氧化还原反应。该方法反应具有条件温和、操作简单、反应快、能耗低、无污染的特点。本发明的目的在于提供一种成本廉价、耗时短、易于操作、对环境无污染的合成聚噻吩的衍生物/纳米金复合材料的方法。

附图说明

图1为所制得含烷氧基聚噻吩/纳米金复合材料的TEM图。其中a)为a)为PProDOT-Au     b)为PProDOT-Me₂-Au

图2为所制得含烷氧基聚噻吩/纳米金复合材料的红外光谱图。其中，a)为PProDOT-Me₂-Au，b)为PProDOT-Au。图3为所制得聚苯胺/纳米金复合材料的交流阻抗图。从图1中透射电镜图中可以看出复合材料呈现出块状聚噻吩的衍生物的基质上附着颗粒状金颗粒。图2中可以看出复合材料的个个官能团的特征吸收峰。图3是复合材料的交流阻抗图，图中可以看出复合物电阻(Rs)分别为PProDOT-Me₂-Au 的电阻为0.35 Ω和PProDOT-Au的电阻为0.52Ω。

具体实施方式

实施实例

分别称取0.3g的单体及其两种衍生物置于玛瑙研钵中，称取70mg HAuCl₄·4H₂O快速与之混合，快速研磨15min。称取1.07g的FeCl₃氧化剂，先加入约一半的氧化剂进行研磨，20min后加入另一半的氧化剂研磨1h。将聚合物分别用蒸馏水和乙醇洗涤，干燥，得到聚噻吩的衍生物/纳米金复合材料粉体。