[发明专利]噻吩共聚物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子新材料技术领域，特别是涉及一种噻吩共聚物及其制备方法。 

背景技术

超级电容器是一种新型的能量储存装置，具有高功率密度、高循环寿命等优点。目前超级电容器的电极材料主要为多孔炭材料、金属氧化物和聚合物材料。相对于前两种电极材料，以聚合物为电极材料的超级电容器具有高能量密度、质量轻和可设计性强等优点。 

聚合物导电材料主要分为聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩三类，其中聚噻吩的导电性能最佳，因而成为研究的热点。聚合物超级电容器通常分为三类，即I型、II型和III型。I型电容器的两个电极采用同一种P型掺杂的导电聚合物；II型电容器采用两种不同的P型掺杂导电聚合物；III型电容器则一个电极P型掺杂，另一个电极N型掺杂。III型电容器比I、II型具有更大的储存电量，因此选用一种既能P型掺杂也能N型掺杂的导电聚合物，既能提高其能量密度，又能降低电极材料的制备成本。 

发明内容

基于此，有必要提供一种既能P型掺杂也能N型掺杂的噻吩共聚物及其制备方法。 

一种噻吩共聚物，具有如下结构式： 

其中，x：y为1：9～9：1，n为1～20的整数，-R为

在一个实施例中，-C_nH_2n+1为直链烷基，n为4、6、8、12或16。 

在一个实施例中， 

-R为

一种噻吩共聚物的制备方法，包括如下步骤： 

提供化合物A和化合物B，所述化合物A和所述化合物B的结构式如下： 

其中，n为1～20的整数，-R为

在室温下、溶剂和催化剂存在的条件下，按照摩尔比为x：y将所述化合物A和所述化合物B混合，充分反应后分离纯化得到所述噻吩共聚物，所述噻吩共聚物的结构式如下： 

噻吩共聚物：其中，x：y为1：9～9：1。 

在一个实施例中，所述化合物A通过如下步骤制备得到： 

将3-溴噻吩和双二苯基膦丙烷二氯化镍化合物溶于四氢呋喃，冰浴搅拌后缓缓加入C_nH_2n+1—MgBr，搅拌条件下充分反应，分离纯化后得到所述化合物A，其中，3-溴噻吩、双二苯基膦丙烷二氯化镍化合物和C_nH_2n+1—MgBr的摩尔比为100：1：120。 

在一个实施例中，-C_nH_2n+1为直链烷基，n为4、6、8、12或16。 

在一个实施例中，所述化合物B通过如下步骤制备得到： 

将3-溴噻吩和双二苯基膦丙烷二氯化镍化合物溶于四氢呋喃，冰浴搅拌后缓缓加入氟代苯溴化镁，搅拌条件下充分反应，分离纯化后得到所述化合物B，其中，3-溴噻吩、双二苯基膦丙烷二氯化镍化合物和氟代苯溴化镁的摩尔比为100：1：120，氟代苯溴化镁的化学式如下： 

氟代苯溴化镁：

在一个实施例中，氟代苯溴化镁为

在一个实施例中，所述溶剂为CHCl₃； 

所述催化剂为FeCl₃，所述催化剂的摩尔数与所述化合物A和所述化合物B的摩尔数之和的比为10：1。 

在一个实施例中，分离纯化得到所述噻吩共聚物的操作为：反应液蒸去溶剂后得粗产品，所述粗产品用体积比为3：1的甲醇和水的混合液清洗，得到所述噻吩共聚物。 

这种噻吩共聚物中含有长链烷烃基团和氟代苯基团，长链烷烃基团使噻吩共聚物具有可溶性，氟代苯基团中的氟原子具有电负性，可使分子具有吸电子特性，因而使噻吩共聚物同时具备P型和N型掺杂特性。因此，这种噻吩共聚物既能P型掺杂也能N型掺杂。 

既能P型掺杂也能N型掺杂的这种噻吩共聚物在制备超级电容器时，可以组合成III型电容器件，使电容器具有更高的比电容。 

附图说明

图1为一实施方式的噻吩共聚物的制备方法的流程图。 

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。 

一实施方式的噻吩共聚物，具有如下结构式：