[发明专利]异靛蓝类共轭聚合物、半导体CNT墨水、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种商业化碳纳米管的选择性分离方法，其特征在于包括：在温度不高于0℃的条件下，将商业化碳纳米管与异靛蓝类共轭聚合物于有机溶剂中混合形成均匀的碳纳米管分散液，再对所述碳纳米管分散液进行高速离心处理，离心速度在10000g以上，获得富集的半导体碳纳米管溶液；

所述异靛蓝类共轭聚合物包含下式所示的组成单元：

其中，R₁包括杂烷基、含碳数为1～20的直链、支链烷基中的任意一种，

R₂包括氢原子、杂烷基、卤原子、含碳数为1～20的直链或支链烷基中的任意一种，

Ar包括1～4个五元或六元芳香环、五元或六元芳香杂环、多元芳香稠环中的任意一种或两种以上组成的共轭单元，

n选自2～500中的任一整数。

2.根据权利要求1所述的商业化碳纳米管的选择性分离方法，其特征在于，所述Ar的结构式包括下列结构式中的任意一种：

其中，R包括氢原子、C₁-C₁₀的直链、支链烷基中的任意一种。

3.如权利要求1-2中任一项所述商业化碳纳米管的选择性分离方法，其特征在于，所述异靛蓝类共轭聚合物的制备方法包括：

将具有式①所示结构的化合物与包含有Ar基团的化合物进行聚合反应，从而获得所述异靛蓝类共轭聚合物；

所述包含有Ar基团的化合物包括下列结构式所示化合物中的任意一种：

其中M包括–SnMe₃或–B(OR)₂，R₁包括含碳数为1～20的直链或支链烷基或杂烷基，R包括氢原子、C₁-C₂₀的直链或支链烷基；

所述聚合反应采用过渡金属催化的缩聚反应，所述过渡金属催化的缩聚反应包括过渡金属催化的Suzuki聚合反应或过渡金属催化的Stille聚合反应。

4.根据权利要求3所述的商业化碳纳米管的选择性分离方法，其特征在于，所述异靛蓝类共轭聚合物的制备方法包括：将具有式①所示结构的化合物与包含有Ar基团的化合物以1:1～1:1.5的摩尔比混合，之后加入催化剂和配体形成混合体系，再在保护性气氛中，向该混合体系中加入溶有碱性物质的有机溶剂，充分混合后在保护性气氛中于80～110℃进行过渡金属催化的缩聚反应，反应24～96h后，获得所述异靛蓝类共轭聚合物。

5.根据权利要求4所述的商业化碳纳米管的选择性分离方法，其特征在于：

所述催化剂包括Pd₂(dba)₃或Pd(dppf)Cl₂；

和/或，所述配体包括三叔丁基膦四氟硼酸盐、三(2-甲氧基苯基)膦、三苯基膦、三环己基膦、三(邻甲苯基)膦或三(间甲苯基)膦；

和/或，所述有机溶剂包括四氢呋喃或甲苯；

和/或，所述碱性物质包括磷酸钾或碳酸铯；

和/或，所述保护性气氛包括惰性气体气氛或氮气气氛。

6.根据权利要求1所述的商业化碳纳米管的选择性分离方法，其特征在于包括：在温度为-5℃～0℃的条件下，将商业化碳纳米管分散于所述异靛蓝类共轭聚合物的有机溶液中，形成均匀的碳纳米管分散液，之后对所述碳纳米管分散液进行高速离心处理，离心速度大于10000g，离心时间为30min～120min，分离出上层清液，即为所述富集的半导体碳纳米管溶液。

7.根据权利要求1或6所述的商业化碳纳米管的选择性分离方法，其特征在于：所述有机溶剂选自能够溶解所述异靛蓝类共轭聚合物但不能分散碳纳米管的有机溶剂。

8.根据权利要求7所述的商业化碳纳米管的选择性分离方法，其特征在于：所述有机溶剂包括甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、间二甲苯和四氢呋喃中的任意一种或两种以上的组合。