[发明专利]一种共轭小分子热电材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种共轭小分子热电材料及其制备方法，所述制备方法包括：通过(E)‑{4‑{2‑{{4‑{7‑{4‑[双(4‑甲氧基苯基)氨基]苯基}苯并[c][1,2,5]噻二唑‑4‑基}‑3‑甲基丁‑1,3‑二烯‑2‑基}氧基}丙‑2‑基}苯基}硼酸和2,8‑二溴‑6,6,12,12‑四己基‑6,12‑二氢茚并[1,2‑b]芴发生偶联反应，得到本发明的共轭小分子热电材料(E)‑3‑{{2‑{3‑{8‑{3‑{2‑{{(E)‑4‑{7‑{4‑[双(4‑甲氧基苯基)氨基]苯基}苯并[c][1,2,5]噻二唑‑4‑基}‑3‑氰基‑1,3‑二烯基‑2‑基}氧基}丙‑2‑基}苯基}‑6,6,12,12‑四己基‑6,12‑二氢茚并[1,2‑b]‑2‑基}苯基}丙‑2‑基}氧基}‑2‑{{7‑{4‑[(3‑甲氧基苯基)(4‑甲氧基苯基)氨基]苯基}苯并[c][1,2,5]噻二唑‑4‑基}亚甲基}丁‑3‑烯腈。本发明提供的共轭小分子热电材料具有良好的溶液加工性、高的电导率以及高的功率因数。制备的共轭小分子热电材料的产物结构式如下：

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及一种新型共轭小分子热电材料及其制备方法。

背景技术

热电材料在温差发电领域具有广阔的应用前景。

目前的热电材料主要是无机热电材料，如铋碲化锑(BiSbTe)等。Poudel B等在惰性条件下热压纳米颗粒制成纳米晶BiSbTe块体合金，最高无量纲热电性能(ZT)值达到1.4。但是，无机热电材料质刚、性脆，价格昂贵，制备工艺复杂，这限制了其大范围应用。

与无机热电材料相比，有机热电材料原料来源广泛，价格低廉，可以溶液加工，还具有优良的柔韧性，是无机热电材料的必要补充。

有机分子低的电导率决定了有机热电材料的ZT值低于无机热电材料，这导致有机热电材料的应用受到限制。因此，开发高电导率有机热电材料，提高有机热电材料的ZT值，具有重要实际意义。

发明内容

本发明旨在提供一种合成简单，成本低廉，高电导率，高ZT值的新型共轭小分子热电材料，并提供其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种共轭小分子热电材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

在氮气保护下，向干燥的反应釜内，加入1.0摩尔份7- (4- (双(4- 甲氧基苯基)氨 基)苯基)苯并[c][1,2,5]噻二唑-4- 甲醛和1.1摩尔份氰乙酸和1.1摩尔份乙酸铵和1.0升 乙酸，室温机械搅拌1.0小时，升高温度至80℃,恒温在80℃机械搅拌反应24.0小时，停止反 应，降至室温，将反应釜内溶液倒入2.0升二氯甲烷中，机械搅拌1.0小时，分液，取二氯甲烷 相，旋蒸除去二氯甲烷，得中间产物(E)-3- (7- (4- (双(4 -甲氧基苯基)氨基)苯基)苯并 [c][1,2,5]噻二唑-4-基)-2-甲基丙烯酸；

在氮气保护下，向干燥的反应釜内，加入1.0摩尔份(E)-3- (7- (4- (双(4- 甲氧基苯基)氨基)苯基)苯并[c][1,2,5]噻二唑-4-基)-2- 甲基丙烯酸和1.5摩尔份3- (2-羟基 丙烷-2-基)苯硼酸和0.1摩尔份质量分数为98.3%的浓硫酸，室温机械搅拌1.0小时，升高 反应釜温度至110-120℃,恒温在110-120℃机械搅拌反应7.0-12.0小时，停止反应，降至室 温，将反应釜内溶液倒入蒸馏瓶，在100Pa真空度下进行减压蒸馏，收集142-145℃的馏分， 得到中间产物(E)- {4- {2- {{4- {7- {4- [双(4- 甲氧基苯基)氨基]苯基}苯并[c][1,2,5]噻二 唑-4-基}-3- 甲基丁-1,3-二烯-2-基}氧基}丙-2-基}苯基}硼酸；