[发明专利]一种有机聚合物MOPPV/PbSe纳米晶复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用原位化学氧化缩合聚合法制备MOPPV/PbSe纳米复合材料的方法，不同于简单的有机无机复合材料的物理共混，该方法简便易行，且能够解决纳米材料与有机材料复合难度大的问题，具有较强的实用性，能够在实验室中进行快速有效的制备，属于有机/无机纳米复合材料制备技术领域。

背景技术

自从1984年德国科学家Gleite等人首次用惰性气体凝聚法成功地制得纳米微粒以来，纳米材料的制备、性能和表征等各方面的研究取得了重大进展。近年来，纳米晶态半导体粒子因其具有大的表面体积比、高的活性、特殊的电学性质和独特的光学性质引起了科学界的广泛关注。基于半导体纳米粒子的量子尺寸效应和表面效应半导体纳米粒子在发光材料、非线性光学材料、光敏传感器材料、光催化材料等方面具有广阔的应用前景。如何实现对半导体纳米粒子的尺寸大小、粒度分布以及形状和表面修饰的控制，寻找更简便的合成方法以及改善制备环境等是半导体纳米粒子研究的关键。

硒化铅作为一种重要的半导体纳米材料，它是典型的Ⅳ～Ⅵ族，具有立方氯化钠型结构的直接带隙半导体，禁带宽度小，光谱吸收范围宽，具有显著的红外吸收。由于禁带宽度窄，硒化铅可用于生产光检波器、光电阻器、光发射器等许多器件，又由于硒化铅纳米颗粒的尺寸可调，可有效的控制其禁带宽度，从而更好的满足各材料间的晶格匹配要求。目前，硒化铅纳米材料已广泛应用于生物物理学、荧光显微镜学等领域，尤其在光电子学领域备受青睐。有机聚对苯乙炔（PPV）是一类空穴传输型的光电材料，引入烷氧官能团可使PPV分子主链共轭体系的离域性增强，有利于激子传输和增强在有机溶剂中的溶解性。在PPV中掺入半导体纳米材料，不同于传统有机/无机复合光电材料，不仅可以保持两种材料的优良光电性能，还能够发生光诱导电子转移、光谱敏化等特殊性能。目前，聚合物/纳米复合材料已广泛的应用于生物物理学、荧光显微镜学等领域，尤其在有机光电子学领域备受青睐。

目前制备聚合物MOPPV/PbSe纳米复合材料的方法有很多种，包括化学气相沉积法，机械冲击，微波法，超声化学法等，以上所述方法制备条件严格，操作复杂，虽能制备出有机聚合物/纳米复合材料，但不能控制其尺寸，未能解决纳米材料跟有机聚合物结合困难、纳米材料在聚合物中分布不均的问题，在复合材料应用领域中得不到很好的应用。

发明内容

要解决的技术问题

为了弥补现有技术的不足之处，解决纳米材料与有机材料难复合的问题，本发明提出一种利用原位化学氧化缩合聚合法制备聚合物MOPPV/PbSe纳米复合材料的方法，该方法简便易行，能够在实验室中进行快速有效的制备，同时也可以进行工业化生产。

技术方案

本发明提供一种利用原位缩合聚合法制备聚合物MOPPV/PbSe纳米晶复合材料的方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：将硒粉和硼氢化钠按照摩尔比1:2放入容器中，加入无水四氢呋喃THF溶解，再向容器中充入氮气排除溶解氧，并在氮气的保护冰浴条件下反应生成所需要的硒氢化钠溶液；反应原理如下：

4NaBH₄+2Se+7H₂O=2NaHSe+Na₂B₄O₇+14H₂

步骤2：将叔丁醇钾放入容器中，加入无水四氢呋喃THF搅拌使其形成溶液，对溶液体系通入氮气20min以排除溶解氧，然后在氮气保护下加入步骤1制备的硒氢化钠溶液；

步骤3：取双氯苄和醋酸铅溶解在无水四氢呋喃溶液中，然后以1滴/s的速度向步骤2制成的溶液中滴加完后，反应20min后，加热至63℃回流7h后停止反应，待溶液自然冷却至室温后，用无水乙醇洗涤、抽滤、真空干燥后制得到黑色粉末状聚合物MOPPV/PbSe纳米复合材料；

所述双氯苄与叔丁醇钾的摩尔比为1:3；

所述醋酸铅与硒粉的摩尔比为1:1。

有益效果

本发明提供一种利用原位化学氧化缩合聚合法制备聚合物MOPPV/PbSe纳米复合材料的方法，在三颈瓶中加入硒粉、硼氢化钠和无水四氢呋喃，在氮气保护下冰浴反应至浅黄色，得到硒氢化钠溶液；然后在另一个三颈瓶中加叔丁醇钾、无水四氢呋喃搅拌使其形成溶液，对溶液体系通入氮气以排除溶解氧，在氮气保护下加入制备的硒氢化钠溶液，然后滴加在无水四氢呋喃溶液中溶解双氯苄与醋酸铅，反应后待溶液自然冷却至室温后，用无水乙醇洗涤、抽滤、真空干燥后得到黑色粉末状聚合物MOPPV/PbSe纳米复合材料。