[发明专利]一种共轭有机小分子材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种共轭有机小分子材料及其制备方法和应用。本发明的制备方法，通过将共轭有机小分子溶液滴加到相转移催化剂水溶液表面，相转移催化剂可以使共轭有机小分子从有机溶剂相转移到相转移催化剂水溶液相，以水面为共轭有机小分子成核、生长的基底，促进材料的生长；同时，相转移催化剂可以调控共轭有机小分子溶液和相转移催化剂水溶液的界面张力，从而调控产物的尺寸；本发明还通过引入带有阀门的生长装置，通过改变共轭有机小分子溶液浓度、相转移催化剂水溶液浓度、加热温度、阀门旋转角度，可以精准调控共轭有机小分子的产物形貌；相比于传统液相法，本发明可以实现形貌可控、大面积连续的有机共轭小分子纤维和薄膜的大面积制备。

技术领域

本发明涉及高分子结构材料制备技术领域，尤其涉及一种共轭有机小分子材料及其制备方法和应用。

背景技术

有机共轭小分子晶体材料由于具有优异的载流子输运性能及低成本、可溶液法加工的优势而受到广泛关注。有机共轭小分子晶体在电子束、加热或光照的外界刺激下，分子结构可由晶体向非晶体转变，具备可调控的本征热、电性质，因而在微纳热输运研究和电子器件热管理等领域具有重要的应用潜力。此外，随着对分子构性关系认识的深入，高迁移率有机小分子半导体材料不断涌现，使得基于该类材料的有机光电器件的研究也取得了长足进展。除了分子本身结构以外，有机共轭小分子晶体材料的本征性能很大程度上由其形貌决定。

液相法以其温和的操作条件和灵活多样的工艺流程，成为实现有机共轭小分子晶体低成本、大面积制备的优良选择。传统的液相法无法控制有机小分子的析出和结晶速度，因而难以实现有机共轭小分子晶体材料形貌的精准控制，限制了其在不同领域的应用。如何改进传统的液相法，从而制备形貌可控、大面积连续的有机共轭小分子纤维和薄膜面临着更大的应用需求和技术难度。目前公开的专利文件中，鲜有提及形貌可控的共轭有机小分子纤维和薄膜及其制备方法。

因此，发明一种简单、通用的制备形貌可控的共轭有机小分子纤维和薄膜的制备方法具有十分重要的意义和应用前景。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种共轭有机小分子材料及其制备方法和应用，以解决或部分解决现有技术中存在的问题。

第一方面，本发明提供了一种共轭有机小分子材料的制备方法，包括以下步骤：

将共轭有机小分子和有机溶剂混合，得到共轭有机小分子溶液；

将相转移催化剂加入至水中，得到相转移催化剂水溶液；

将共轭有机小分子溶液滴加到相转移催化剂水溶液表面，即制备得到共轭有机小分子材料；

其中，所述共轭有机小分子为平面型共轭有机小分子。

优选的是，所述的共轭有机小分子材料的制备方法，所述共轭有机小分子包括六(三甲硅基乙炔基)苯、2,6-双(4-己基苯基)蒽、2,7-二辛基[1]苯并噻吩[3,2-b][1]苯并噻吩、3,4,9,10-苝四甲酸二酐、酞菁铜、N,N’-二苯基-3,4,9,10-苝二甲酰亚胺、N,N’-二辛基-3,4,9,10-苝二甲酰亚胺、N,N’-二十三烷基苝-3,4,9,10-四羧二酰亚胺中的至少一种；

和/或，所述相转移催化剂包括四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、十二烷基三甲基氯化铵、三辛基甲基氯化铵中的至少一种；

和/或，所述有机溶剂包括苯或苯的衍生物；

和/或，所述苯的衍生物包括二甲苯、对二甲苯、间二甲苯、氯苯、溴苯中的至少一种。

优选的是，所述的共轭有机小分子材料的制备方法，将共轭有机小分子溶液滴加到相转移催化剂水溶液表面，制备得到共轭有机小分子材料后，还包括：将共轭有机小分子材料通过液相转移法转移至衬底上，并干燥。