[发明专利]基于二茂铁与菲咯啉衍生物的共轭聚合物及其聚合方法和应用

说明书

本发明提供了一种式(I)所示的共轭聚合物，其制备方法为：惰性气体保护下，将式(III)所示的化合物和式(IV)所示的化合物溶于有机溶剂中，加入碱性物质、钯催化剂、磷配体，在20～150℃下反应12～120h，之后反应液经后处理得到目标产物；该共轭聚合物可应用于制备作为有机发光材料、光敏剂或催化剂；

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及二茂铁与带双官能团的菲咯啉衍生物的共轭聚合物及其聚合方法和在有机发光材料、光催化体系中的应用。

背景技术

能源是各国经济的命脉，是现代社会发展的动力。然而能源危机和石化能源污染一直是世界各国的“达摩克利斯之剑”，因此寻求可持续清洁新能源迫在眉睫。利用太阳能直接分解水使其光能转换成氢气化学能，是当今太阳能利用的研究前沿。高效稳定、价廉、无毒的光能转换材料(光敏剂)是光解水体系中的核心材料，也是目前制约太阳能利用效率的关键问题。

无机金属氧化物、硫化物、氮化物为主的光催化剂已用于光解水体系，其中心的金属离子通常具有d⁰和d¹⁰的电子结构。但因为其结构和性能难以在分子水平上进行系统的调整，因而限制了无机金属光催化剂物理化学性能的调节。并且，这一类的光催化剂通常需要加入贵金属，以增强空穴中载流子的转移，从而提高光催化性能。

1，10-菲咯啉衍生物由多个大环平面共轭构成，其配合物早已用于光解水体系，本发明旨在将1，10-菲咯啉与二茂铁聚合成具有离域π-系统的共聚物，并将其用于光解水体系。

发明内容

本发明目的是提供一种新型的共轭聚合物，同时提供其制备方法，以及在有机发光材料、光催化体系中的应用

本发明采用的技术方案如下：

一种共轭聚合物，其分子结构为如下式(I)所示：

式(I)中，

R₁为苯基、C1～C12烷基取代苯基、萘、噻吩、呋喃或噻吩并[3，2-b]噻吩、咔唑；优选R₁为4取代苯基，

R₂为氢、C1～C12烷基、苯基或咔唑；优选R₂为氢；

R₃和R₄各为氢、C1～C12烷基、苯基；优选R₃、R₄为氢。

优选的，本发明所述的共轭聚合物中，R₁取代在菲咯啉的4，7位，R₂取代在菲咯啉的2，9位，即式(II)所示的聚合物：

本发明还提供了一种所述式(I)所示的共轭聚合物的制备方法，所述的制备方法为：

惰性气体保护下，将式(III)所示的化合物和式(IV)所示的化合物溶于有机溶剂中，加入碱性物质、钯催化剂、磷配体，在20～150℃下反应12～120h，之后反应液经后处理得到目标产物；

式(III)中，X为卤素或磺酰基。

本发明所述的制备方法中，

所述式(IV)所示的化合物与式(III)所示的化合物、碱性物质的投料物质的量之比为1∶1～20∶1～100，优选1∶1～5∶3-10，特别优选1∶2∶3。

所述有机溶剂的体积用量以式(III)所示的化合物的质量计为1～1000mL/g，优选10～50mL/g。