本发明涉及材料合成方法，具体的是一种八羧基酞菁铜薄膜的制备方法。
背景技术：
：近年来，能源短缺问题亟待解决，而太阳能电池作为新一代能源转化系统得到了迅速发展。染料敏化太阳能电池（ＤＳＳＣ）以酞菁，卟啉等染料作为敏化剂，具有结构简单、成本较低和回收方便等优点。良好的染料敏化剂必须具备以下特点：在可见光区以及紫外光区吸收能力都较强；溶解性能好，成膜性能良好；激发态能级与宽带隙半导体导带能级相匹配。酞菁铜作为一种Ｐ型半导体材料，对可见光有较强的吸收能力，可以在ＤＳＳＣ中作为染料敏化剂使用。但无取代基酞菁铜溶解性能较差阻碍了其在ＤＳＳＣ中的应用。近年来，针对酞菁铜的分子改性成为研究热点，报道多集中在在酞菁铜大环结构中引入一些易溶性基团，以提高铜酞菁在有机溶剂中的分散性能。张宏合成了树枝状酞菁锌，由于亲水性基团的引入和树枝状聚合物特殊的结构，树枝状酞菁锌在有机溶剂中的溶解度得到明显提升。Ｃｈｅｒｎｏｎｏｓｏｖ等制备了八羧基取代的酞菁锌、酞菁铝衍生物，结果表明，取代基的引入不仅可以明显改善酞菁类染料的溶解性能，还对其吸收光谱有明显改善。经过多年的研究，酞菁已经有上万种衍生物被合成，但是关于八羧基酞菁铜（ＣｕＯＣＰｃ）的合成及其光电性能方面的研究较少。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题在于提供一种八羧基酞菁铜薄膜的制备方法，提供一种新的合成方法。本发明采用的合成方法，包括如下步骤：a、制备ＣｕＯＣＰｃ，在三口瓶中加入2.73份（重量份数，下同）均苯四甲酸酐，2.13份ＣｕＣｌ２·２Ｈ２Ｏ，22.5份尿素，0.38份钼酸铵，并将其置于油浴锅中搅拌加热，在170℃反应２ｈ，然后加热至180～190℃后再反应２.5-3ｈ，反应结束后，冷却至室温，用蒸馏水、ＤＭＦ、乙醇洗涤滤饼，将滤饼真空冷冻干燥36ｈ，可得黑色的ＣｕＯＣＰｃ；b、制备ＣｕＯＣＰｃ疏松多孔的固体，将步骤a制得的ＣｕＯＣＰｃ粉末置于三口瓶中，加入含有饱和ＮａＣｌ的ＨＣｌ溶液，煮沸加热10ｍiｎ，以除去未反应的ＣｕＣｌ２，然后将滤渣移入三口瓶中，加入含４０份ＮａＯＨ的饱和ＮａＣｌ溶液，设置温度为90-100℃下水解反应１２ｈ，反应结束后，将反应物进行抽滤，将滤液用浓盐酸调节ｐＨ等于２，出现蓝色絮状物，将沉淀分别用蒸馏水、ＤＭＦ、乙醇洗涤，所得固体真空冷冻干燥２４ｈ，即得；c、制备ＣｕＯＣＰｃ薄膜,将步骤b制备的ＣｕＯＣＰｃ疏松多孔的固体结构，溶于500ml的ＤＭＦ溶液中，然后超声分散1.5-2ｈ，使得ＣｕＯＣＰｃ在ＤＭＦ溶液中形成均匀的分散液,将玻璃片经ＤＭＦ，乙醇清洗，红外烘干后，以1.3-1.6ｍｍ/ｓ的速度在分散液中提拉制膜，提拉后置于真空干燥箱于85-90℃下干燥２-3ｈ，即得。本发明的有益效果是：ＣｕＯＣＰｃ溶解性能得到明显提升，ＣｕＯＣＰｃ薄膜在可见光区和紫外区都有强烈的吸收，在可见光区的吸收范围较宽，是一种良好的光电导材料。具体实施方式以下结合实例进一步说明本发明的内容，由技术常识可知，本发明也可通过其它的不脱离本发明技术特征的方案来描述，因此所有在本发明范围内或等同本发明范围内的改变均被本发明包含。实施例1：a、制备ＣｕＯＣＰｃ，在三口瓶中加入2.73份（重量份数，下同）均苯四甲酸酐，2.13份ＣｕＣｌ２·２Ｈ２Ｏ，22.5份尿素，0.38份钼酸铵，并将其置于油浴锅中搅拌加热，在170℃反应２ｈ，然后加热至180℃后再反应２.5，反应结束后，冷却至室温，用蒸馏水、ＤＭＦ、乙醇洗涤滤饼，将滤饼真空冷冻干燥36ｈ，可得黑色的ＣｕＯＣＰｃ；b、制备ＣｕＯＣＰｃ疏松多孔的固体，将步骤a制得的ＣｕＯＣＰｃ粉末置于三口瓶中，加入含有饱和ＮａＣｌ的ＨＣｌ溶液，煮沸加热10ｍiｎ，以除去未反应的ＣｕＣｌ２，然后将滤渣移入三口瓶中，加入含40份ＮａＯＨ的饱和ＮａＣｌ溶液，设置温度为90℃下水解反应12ｈ，反应结束后，将反应物进行抽滤，将滤液用浓盐酸调节ｐＨ等于２，出现蓝色絮状物，将沉淀分别用蒸馏水、ＤＭＦ、乙醇洗涤，所得固体真空冷冻干燥24ｈ，即得；c、制备ＣｕＯＣＰｃ薄膜,将步骤b制备的ＣｕＯＣＰｃ疏松多孔的固体结构，溶于500ml的ＤＭＦ溶液中，然后超声分散1.5ｈ，使得ＣｕＯＣＰｃ在ＤＭＦ溶液中形成均匀的分散液,将玻璃片经ＤＭＦ，乙醇清洗，红外烘干后，以1.3ｍｍ/ｓ的速度在分散液中提拉制膜，5次提拉后置于真空干燥箱于85℃下干燥２，即得。实施例2：a、制备ＣｕＯＣＰｃ，在三口瓶中加入2.73份（重量份数，下同）均苯四甲酸酐，2.13份ＣｕＣｌ２·２Ｈ２Ｏ，22.5份尿素，0.38份钼酸铵，并将其置于油浴锅中搅拌加热，在170℃反应２ｈ，然后加热至190℃后再反应3ｈ，反应结束后，冷却至室温，用蒸馏水、ＤＭＦ、乙醇洗涤滤饼，将滤饼真空冷冻干燥36ｈ，可得黑色的ＣｕＯＣＰｃ；b、制备ＣｕＯＣＰｃ疏松多孔的固体，将步骤a制得的ＣｕＯＣＰｃ粉末置于三口瓶中，加入含有饱和ＮａＣｌ的ＨＣｌ溶液，煮沸加热10ｍiｎ，以除去未反应的ＣｕＣｌ２，然后将滤渣移入三口瓶中，加入含４０份ＮａＯＨ的饱和ＮａＣｌ溶液，设置温度为100℃下水解反应１２ｈ，反应结束后，将反应物进行抽滤，将滤液用浓盐酸调节ｐＨ等于２，出现蓝色絮状物，将沉淀分别用蒸馏水、ＤＭＦ、乙醇洗涤，所得固体真空冷冻干燥２４ｈ，即得；c、制备ＣｕＯＣＰｃ薄膜,将步骤b制备的ＣｕＯＣＰｃ疏松多孔的固体结构，溶于500ml的ＤＭＦ溶液中，然后超声分散2ｈ，使得ＣｕＯＣＰｃ在ＤＭＦ溶液中形成均匀的分散液,将玻璃片经ＤＭＦ，乙醇清洗，红外烘干后，以1.6ｍｍ/ｓ的速度在分散液中提拉制膜，5次提拉后置于真空干燥箱于90℃下干燥3ｈ，即得。提拉次数表面粗糙度薄膜厚度／ｎｍ134.2372.66327.6436.55526.1566.77这是不同提拉次数下薄膜的表面粗糙度和厚度，可以看出，多次提拉可有效降低表面粗糙度，显著改善薄膜表面形貌，使薄膜表面平滑均匀；当提拉次数为５次时，薄膜厚度为566.77ｎｍ，表面粗糙度为26.1。提拉后ＣｕＯＣＰｃ薄膜的紫外吸收光谱，在可见光区和紫外区均有明显的吸收带。通过计算，ＣｕＯＣＰｃ的能带隙Ｅｇ＝1.62ｅＶ，与紫外吸收光谱求得的能带隙相吻合。ＥＬＵＭＯ为－4.30ｅＶ，比TiO2的导带（-4.4ｅＶ）位置高，表明所制备的ＣｕＯＣＰｃ满足染料敏化太阳能电池对染料能级的匹配要求，是一种性能良好的光电导材料。当前第1页1 2 3