專利名稱：固相法合成聚3,4-丙烯二氧噻吩/ZnO復(fù)合材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT) /ZnO復(fù)合材料的方法，屬于導(dǎo)電高分子/金屬氧化物復(fù)合材料的制備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
經(jīng)過(guò)近30多年的發(fā)展，共軛高分子已經(jīng)在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，如在塑料電池、太陽(yáng)能電池、抗電磁波材料、配線材料、發(fā)光二極管、智能芯片、顯示元件、有機(jī)晶體管及敏感元件、分子級(jí)電路等方面的應(yīng)用。聚苯胺(Pani)，聚吡咯(Ppy)和聚噻吩(PTh)等有機(jī)P-共軛高分子是目前研究的熱點(diǎn)，并在許多領(lǐng)域代替了無(wú)機(jī)材料。其中，聚噻吩及其衍生物等由于具有其獨(dú)特的電化學(xué)性質(zhì)、良好的環(huán)境穩(wěn)定性和容易制備等物理化學(xué)性質(zhì)，在材料科學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注，并在電 導(dǎo)體、非線性光學(xué)器件、熱色現(xiàn)象、光阻、電磁屏蔽材料、人造肌肉組織、光電池、微波吸收材料、光質(zhì)調(diào)節(jié)器、影像材料、納米光電設(shè)備等方面被進(jìn)行了廣泛的研究。3，4-丙烯二氧噻吩(ProDOT)化學(xué)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)類(lèi)似于3，4_乙烯二氧噻吩(EDOT)，噻吩衍生物復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多可總結(jié)為以無(wú)機(jī)材料(如ZnO，TiO2，碳納米管等)為核，聚合物為殼的核-殼結(jié)構(gòu)。ZnO是一種寬禁帶直接帶隙的N型半導(dǎo)體材料，具有獨(dú)特的光學(xué)及電學(xué)特性。將共軛聚合物修飾在ZnO的表面，通過(guò)聚合物與ZnO協(xié)同效應(yīng)，來(lái)彌補(bǔ)聚合物在長(zhǎng)期的充放電過(guò)程中由于自身的膨脹和收縮導(dǎo)致衰減過(guò)快的缺陷。目前該復(fù)合材料的制備方法主要有原位聚合法、電化學(xué)合成法、共混法、自組裝技術(shù)等。固相法以易于操作，簡(jiǎn)單方便，耗時(shí)短，污染少等特點(diǎn)，在一定的程度上解決了耗時(shí)耗材，有機(jī)廢液等問(wèn)題，已成為發(fā)展綠色化學(xué)與技術(shù)的新途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本廉價(jià)、耗時(shí)短、易于操作、對(duì)環(huán)境無(wú)污染的合成聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT) /ZnO復(fù)合材料的方法。本發(fā)明人在研究固相反應(yīng)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)反應(yīng)體系中加入氧化劑固相研磨可發(fā)生聚合反應(yīng)。本發(fā)明制備聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT)/ZnO復(fù)合材料的方法是將3，4-丙烯二氧噻吩(ProDOT)單體、ZnO、和氧化劑(FeCl3)在室溫條件下研磨發(fā)生反應(yīng)。該方法反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)快、能耗低、無(wú)污染，制得聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT)/ZnO復(fù)合材料的電化學(xué)性能優(yōu)異，并且重現(xiàn)性高。


圖I為所制得聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT) /ZnO復(fù)合材料的紅外光譜圖。圖2為所制得聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT)/ZnO復(fù)合材料的透射電鏡圖。圖3為所制得聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT) /ZnO復(fù)合材料的交流阻抗圖。圖4為所制得聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT) /ZnO復(fù)合材料的恒電流充放電圖，電流密度為3mA · cm2。
圖I紅外光譜圖中可以看出復(fù)合材料含有聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT)的特征峰；圖2透射電鏡可 以看出復(fù)合材料由不規(guī)則絮狀聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT)附著在ZnO的表面上。圖3和圖4體現(xiàn)出復(fù)合材料具有較高的比電容與較好的電化學(xué)活性。
具體實(shí)施例方式實(shí)施實(shí)例
稱取300mg 3，4-丙烯二氧噻吩(ProDOT)單體與15mg ZnO置于試管中，加3mL三氯甲烷于超聲波中超聲30分鐘，移至瑪瑙研缽中晾干，研磨5分鐘混合均勻，分批加入I. 25 gFeCl3氧化劑，繼續(xù)研磨I小時(shí)，最后變成墨綠色粉末。所得產(chǎn)物分別用三氯甲烷和乙醇反復(fù)洗滌數(shù)次，抽濾，干燥，得到聚3，4-丙烯二氧噻吩(PProDOT) /ZnO復(fù)合材料粉體。
權(quán)利要求
1.以聚3，4-二丙烯噻吩(PProDOT)為基質(zhì)與ZnO復(fù)合，采用室溫固相法制備聚3，4-二丙烯噻吩(PProDOT)/ZnO復(fù)合材料。
2.按權(quán)利要求書(shū)I所述，采用一定質(zhì)量比的3，4-丙烯噻吩(PioDOT)單體和ZnO以及氧化劑為原料，制備聚3，4-丙烯噻吩(PPioDOT) /ZnO復(fù)合材料。
3.按權(quán)利要求書(shū)I和2所述，所制的聚3，4-丙烯噻吩(PProDOT)/ZnO復(fù)合材料應(yīng)用于電容器器件的電極材料。
全文摘要
室溫固相法制聚3,4-丙烯噻吩(PProDOT)/ZnO復(fù)合材料的方法，是將一定質(zhì)量比的3,4-二丙烯噻吩(ProDOT)單體和ZnO超聲混合均勻，然后加入一定質(zhì)量的FeCl3氧化劑室溫條件下研磨反應(yīng)一定時(shí)間，用乙醇和氯仿洗滌，過(guò)濾，干燥即得聚3,4-丙烯噻(PProDOT)/ZnO復(fù)合材料。該方法反應(yīng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)快、能耗低、污染小，制得聚3,4-丙烯噻吩(PProDOT)/ZnO復(fù)合材料具有較好的電化學(xué)活性和較高的比電容，并且重現(xiàn)性好，有望應(yīng)用于電容器等電極材料。
文檔編號(hào)C08G61/12GK102898627SQ201210457800
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者吐?tīng)栠d·阿不都熱依木, 艾合買(mǎi)提·艾力 申請(qǐng)人:新疆大學(xué)