专利名称：在导电玻璃或不锈钢表面直接制备聚(2,2＇-二萘醚)薄膜的方法
技术领域：
本发明属于新型功能材料领域，特别涉及一种在导电玻璃或不锈钢表面直接制备聚(2， 2' -二萘醚)薄膜的方法。
背景技术：
所谓导电高分子是由具有共轭^键的高分子经化学或电化学掺杂使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。它完全不同于由金属或碳粉末与高分子共混而制成的导电塑料。导电高分子不仅具有由于掺杂而带来的金属特性(高电导率)和半导体(p和n型)特性，还具有高分子结构的可分子设计性，可
加工性和密度小等特点。导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件、电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术方面有着广泛、诱人的应用前景。
聚萘的贮存稳定性良好，在室温下存放4个月，其电导率不变。聚萘的电导率对环境温度的依赖性很小，显示了金属导电性的特征。随着研究的深入，聚萘有可能用作导电羰纤维、导磁屏蔽材料、高能电池的电极材料和复合型导电高分子的填充材料。此外，聚萘及其衍生物具有独特的电化学性质及良好的非线性光学性质，可以应用于传感器、二次电池、电致变色或电致发光等光电器件的制作。然而，对于聚萘的衍生物，研究并没有成熟。2， 2' -二萘醚(DNE)作为萘的衍生物，其聚合物将同时拥有良好的导电性能和光学性能以及其他一些新性质，如何简单廉价地获取其聚合物，却是一个技术难题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种在导电玻璃或不锈钢表面直接制备聚(2， 2'-二萘醚)薄膜的方法。
本发明的在导电玻璃或不锈钢表面直接制备聚(2， 2' -二萘醚)薄膜的方法，包括以下步骤
1、电化学溶液配制
将单体2，2' -二萘醚(DNE)溶于三氟化硼乙醚(BFEE)，或三氟化硼乙醚与硫酸形成的混合溶剂(BFEE体积含量80% 98%)中，搅拌均匀，配制出单体2，2' -二萘醚(DNE)摩尔浓度为5 20腿ol/L的电化学溶液；2、电化学聚合
将配制好的电化学溶液置入由经典的三电极电解池与电化学分析仪连接组成的电化学反应装置中，工作电极为导电玻璃或不锈钢片，对电极为不锈钢或铂，参比电极为Ag/AgCl，向溶液中通入惰性气体20-25分钟，以除去溶液中的溶解氧，再采用0.9 1.2 V恒电压或l 5mA/cm2恒电流进行电聚合，电聚合是在惰性气体保护下进行，开始后，聚(2， 2' -二萘醚)(PDNE)在工作电极表面逐渐沉积，形成黑色薄膜，电解聚合时间10000 60000 s秒，将沉积有PDNE薄膜的铂片或导电玻璃或不锈钢从电化学溶液中取出，用乙醚轻轻淋洗，以除去薄膜上的电解质溶液、单体及低聚物，将聚合物薄膜撕下，放到60-65 ""C真空烘箱中烤干24小时，即得聚(2， 2' -二萘醚)(PDNE)薄膜。
本发明方法得到的PDNE薄膜具有良好的导电性和光学性能，可应用于光电器件的组装，如太阳能电池、有机发光器件等。
本发明的在导电玻璃或不锈钢表面直接制备聚(2， 2' -二萘醚)薄膜的方法优点是，方法简单，成膜速度快，该膜可用于光电器件的组装。
图1为单体2， 2' -二萘醚和在BFEE+109&硫酸电化学聚合得到的PDNE的热分解曲线。
具体实施例方式
实施例l
一种在导电玻璃或不锈钢表面直接制备聚(2， 2' -二萘醚)薄膜的方法，包括以下步骤
1、 电化学溶液配制，将单体2，2' -二萘醚(DNE)溶于三氟化硼乙醚中，搅拌均匀后，配制出单体2， 2' -二萘醚(DNE)的摩尔浓度为5 20 mmol/L的电化学溶液；
2、 电化学沉积，将配制好的电化学溶液倒入安装有铟-锡金属氧化物(ITO)导电玻璃作为工作电极、不锈钢或者铂作为对电极、Ag/AgCl作为参比电极的电化学反应装置中，向溶液中通入氮气20分钟，以除去溶液中的溶解氧，采用恒电压法，设定电压为1. 0 V (整个实验在氮气保护下进行)，PBN开始在ITO导电玻璃表面逐渐沉积，形成黑色薄膜，电沉积时间为30000秒，得到PDNE薄膜；
3、 薄膜表征，电沉积结束后，将沉积有PDNE的ITO导电玻璃从电化学溶液中取出，用乙醚轻轻淋洗，以除去薄膜上的电解质溶液、单体及低聚物，
然后将聚合物薄膜刮下，放到60° C真空烘箱中烤干24小时。然后进行性能测试，如荧光性能、电导率、热稳定性等，该方法获得的聚(2， 2' -二萘醚)(PDNE)薄膜表面平整，缺陷少，厚度为10 um 100 u m，同时具有良好的电化学活性、导电性(电导率〉0.01S/cm)、光学性能(荧光量子产率〉0.1，为蓝色发光材料)和热稳定性(分解温度〉680 K)。
实施例2
本实施例同实施例1相似，不同之处在于电化学聚合采用的反应体系为BFEE和硫酸的混合电解质体系，硫酸所占体系比可控制在2% 20%之间，通过控制时间的长短，可以获得聚(2,2' -二萘醚)(PDNE)薄膜。该方法获得的聚(2， 2' -二萘醚)(PDNE)薄膜表面平整，缺陷少，厚度为10 um 100 u m，同时具有良好的电化学活性、导电性(电导率> 0.01 S/cm)、光学性能(荧光量子产率〉0.1，为蓝色发光材料)和热稳定性(分解温度〉680 K)。
实施例3
本实施例同实施例1相似，不同之处在于电化学聚合采用的工作电极为不锈钢片或铂片，通过控制时间的长短，可以获得聚(2， 2' -二萘醚)(PDNE)。该方法获得的聚(2， 2' -二萘醚)(PDNE)薄膜表面平整，缺陷少，厚度为10um 100 um，同时具有良好的电化学活性、导电性(电导率〉0.01 S/cm)、光学性能(荧光量子产率〉0.1，为蓝色发光材料)和热稳定性(分解温度〉680 K)。
实施例4
本实施例同实施例1相似，不同之处在于采用的电化学聚合方法为恒电流法，电流密度可控制在1 5 mA/cm2，通过控制时间的长短，可以获得聚(2， 2'-二萘醚)(PDNE)。该方法获得的聚(2， 2' -二萘醚)(PDNE)薄膜表面平整，缺陷少，厚度为IO um 100 um，同时具有良好的电化学活性、导电性(电导率> 0.01 S/cm)、光学性能(荧光量子产率〉0.1，为蓝色发光材料)和热稳定性(分解温度〉680 K)。
权利要求
1、一种在导电玻璃或不锈钢表面直接制备聚(2，2′-二萘醚)薄膜的方法，其特征在于包括以下步骤(1)、电化学溶液配制将单体2，2′-二萘醚(DNE)溶于三氟化硼乙醚，或三氟化硼乙醚体积含量80％～98％与硫酸形成的混合溶剂中，搅拌均匀，配制出单体2，2′-二萘醚摩尔浓度为5～20mmol/L的电化学溶液；(2)、电化学聚合将配制好的电化学溶液置入由经典的三电极电解池与电化学分析仪连接组成的电化学反应装置中，工作电极为导电玻璃或不锈钢片，对电极为不锈钢或铂，参比电极为Ag/AgCl，向溶液中通入惰性气体20-25分钟，再采用0.9～1.2V恒电压或1～5mA/cm2恒电流进行电聚合，电解聚合时间10000～60000s秒，将沉积有PDNE薄膜的铂片或导电玻璃或不锈钢从电化学溶液中取出，用乙醚轻轻淋洗，以除去薄膜上的电解质溶液、单体及低聚物，将聚合物薄膜撕下，放到60-65℃真空烘箱中烤干24小时，即得聚(2，2′-二萘醚)薄膜。
2、 如权利要求l所述的在导电玻璃或不锈钢表面直接制备聚(2， 2' -二萘醚) 薄膜的方法，其特征在于步骤(2)中电化学聚合是在惰性气体保护下进行。
全文摘要
一种在导电玻璃或不锈钢表面直接制备聚(2，2′-二萘醚)薄膜的方法，是利用电化学沉积法，以Ag/AgCl为参比电极，不锈钢或铂为对电极，导电玻璃或者不锈钢为工作电极，以三氟化硼乙醚，或三氟化硼乙醚与硫酸的混合溶剂为电解发生体系，以单体2，2′-二萘醚为原料溶液，直接在导电玻璃或者不锈钢上电沉积得到聚(2，2′-二萘醚)薄膜。本发明的方法简单，成膜速度快，该膜具有良好的光电性能，可用于光电器件的组装。
文档编号C08J5/18GK101591446SQ20091011557
公开日2009年12月2日 申请日期2009年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者卢宝阳, 岳瑞瑞, 徐景坤, 朱召进, 李玉真 申请人:江西科技师范学院