[发明专利]聚乙撑二氧噻吩纳米管阵列及管内独站立纳米线薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚乙撑二氧噻吩纳米管阵列及管内独站立纳米线薄膜，其特征在于：该薄膜为具有整齐有序且按阵列排列的纳米孔的聚乙撑二氧噻吩，且所述纳米孔内有独立站立聚乙撑二氧噻吩纳米线，所述薄膜透明且不溶于水。

2.如权利要求1所述的聚乙撑二氧噻吩纳米管阵列及管内独站立纳米线薄膜，其特征在于：所述纳米孔内径40-130nm，相邻孔的孔壁间的间距10-30nm。

3.如权利要求2所述的聚乙撑二氧噻吩纳米管阵列及管内独站立纳米线薄膜，其特征在于：所述纳米孔内径60-120nm，相邻孔的孔壁间的间距10-20nm。 

4.如权利要求3所述的聚乙撑二氧噻吩纳米管阵列及管内独站立纳米线薄膜，其特征在于：所述纳米孔内径60-90nm，相邻孔的孔壁间的间距15-20nm。

5.一种权利要求1至4中任一权利要求中所述的聚乙撑二氧噻吩纳米管阵列及管内独站立纳米线薄膜的制备方法，其特征在于依次包括以下步骤：

（1）以经预处理后的钛片或钛丝网为阳极，石墨棒为阴极，以离子液体和水为电解液，其中水的质量比为1%-10%，余者为离子液体，在20-100V恒定电压阳极氧化，反应0.5h-3h后，清洗并去除钛基底上面的氧化膜，所述离子液体为水溶性的四氟硼酸盐、三氟甲磺酸盐和三氟乙酸盐之一；

（2） 与（1）步相同条件下进行二次阳极氧化，清洗干燥后400-600℃煅烧得到内径20-80nm，壁厚20-50nm，管与管的间距10-30nm，管长大于500nm的独立分离的TiO₂纳米管阵列；

（3） 以（2）步得到的独立分离的TiO₂纳米管阵列为阳极，铂丝为阴极，在0.1-5mM的3,4-乙撑二氧噻吩和0.1-5mM十二烷基硫酸钠水溶液中进行恒电位或恒电流电聚合，得到在TiO₂纳米管阵列管内外空间填充聚乙撑二氧噻吩的复合材料，所述恒电位电聚合是指：控制10-50V电聚合电位，所述恒电流电聚合是指：5-50mA电聚合脉冲电流，恒电流脉冲电流模式：阳极电流100-500ms，阴极电流50-500ms，休止电流5-200ms；

（4）用氢氟酸去除（3）步得到的复合材料中的独立分离的TiO₂纳米管阵列，得到具有整齐有序且按阵列排列的纳米孔的聚乙撑二氧噻吩，且所述纳米孔内有独立站立聚乙撑二氧噻吩纳米线，所述薄膜透明且不溶于水。

6.如权利要求5所述的聚乙撑二氧噻吩纳米管阵列及管内独站立纳米线薄膜制备方法，其特征在于依次包括以下步骤：

（1） 以经预处理后的钛片或钛丝网为阳极，石墨棒为阴极，以离子液体和水为电解液，其中水的质量比为1%-5%，余者为离子液体，在40-80V恒定电压阳极氧化，反应0.5h-2h后，清洗并去除钛基底上面的氧化膜，所述离子液体为水溶性1,3二甲基咪唑四氟硼酸盐、1,3二甲基咪唑三氟乙酸盐、N-丁基吡啶三氟甲磺酸盐之一；

（2） 与（1）步相同条件下进行二次阳极氧化，清洗干燥后500-600℃煅烧得到纳米管内径40-80nm，壁厚20-40nm，管与管的间距10-20nm，管长大于500nm的独立分离的TiO₂纳米管阵列；

（3） 以（2）步得到的独立分离的TiO₂纳米管阵列为阳极，铂丝为阴极，在0.6-3mM的3,4-乙撑二氧噻吩和1-5mM十二烷基硫酸钠水溶液中进行恒电位或恒电流电聚合，得到在TiO₂纳米管阵列管内外空间填充聚乙撑二氧噻吩的复合材料，所述恒电位电聚合是指：控制10-25V电聚合电位，所述恒电流电聚合是指：5-25mA电聚合脉冲电流，恒电流脉冲电流模式：阳极电流100-250ms，阴极电流50-250ms，休止电流5-100ms；

（4）用氢氟酸去除（3）步得到的复合材料中的独立分离的TiO₂纳米管阵列，得到具有整齐有序且按阵列排列的纳米孔的聚乙撑二氧噻吩，且所述纳米孔内有独立站立聚乙撑二氧噻吩纳米线，所述薄膜透明且不溶于水。

7.如权利要求5或6所述的聚乙撑二氧噻吩纳米管阵列及管内独站立纳米线薄膜制备方法，其特征在于：所述氢氟酸体积百分比浓度10-30%。

8.权利要求1至4中任一权利要求中所述的聚乙撑二氧噻吩纳米管阵列及管内独站立纳米线薄膜的应用，其特征在于：作为透明电极材料，在有机薄膜太阳能电池、抗静电涂层、有机光电子、电致变色、固体电解电容器领域的应用。