专利名称：原位缩合法制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用原位缩合法制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的方法，该方法简便易行，且能够解决材料间能级失配，纳米材料与有机材料复合难度大的问题，具有较强的实用性，能够在实验室中进行快速有效的制备，属于有机/无机复合材料制备技术领域。
背景技术：
纳米材料自从被发现后，便成为新材料中最富有活力的一种材料。纳米材料由于具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和多激子效应等，使其在许多方面表现出于传统大晶体材料截然不同的性能，已被广泛的应用于众多研究和应用领域，对推动国民经济的发展和未来社会的进步具有不可替代的作用。ZnSe量子点材料属直接带隙II VI族半导量子点材料，其禁带宽度为2.67ev,光谱吸收范围为365 450nm，波长在400nm时量子效率最大，并且ZnSe量子点材料具有荧光寿命长、量子产率高、载流子传输特性好，光学稳定性好、晶粒尺寸可调等优点，已被人们广泛的应用于光电领域。聚对苯乙炔(PPV)是一类空穴传输型的有机光电材料,引入烧氧官能团可使PPV分子主链共轭体系的离域性增强，有利于激子传输和增强在有机溶剂中的溶解性。在PPV中掺入半导体量子点材料，不同于传统有机/无机复合光电材料，不仅可以保持两种材料的优良光电性能，还能够发生光诱导电子转移、光谱敏化等特殊性能。目前，聚合物/量子点复合材料已广泛的应用于生物物理学、荧光显微镜学等领域，尤其在光电子学领域备受青睐。目前制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的方法有很多种，包括机械冲击，微波法，超声化学法，热注入法等，以上所述方法制备条件严格，操作繁琐，虽能制备聚合物/量子点复合材料，但不能 控制量子点尺寸，解决量子点材料跟有机聚合物结合困难、量子点材料在聚合物中分布不均的问题，在复合材料应用中得不到满意结果。
发明内容
要解决的技术问题为了解决量子点材料与有机材料难复合的问题，本发明提出一种利用原位缩合法制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的方法，该方法简便易行，无毒环保，能够在实验室中进行快速有效的制备，同时也可以进行工业化生产。技术方案本发明提供一种利用原位缩合法制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的方法，其特征在于步骤如下:步骤1:将硒粉和硼氢化钠按照摩尔比为2:1放入容器中，加入足量无水四氢呋喃THF，再向容器中充入氩气排除溶解氧，并在氩气的保护下冰浴反应至浅黄色溶液，生成所需要的硒氢化钠溶液；反应原理如下: 4NaBH4+2Se+7H20=2NaHSe+Na2B407+14H2步骤2:将叔丁醇钾放入容器中，加入无水四氢呋喃THF使其形成溶液，对溶液体系通入氩气以排除溶解氧，在氩气保护下搅拌加入步骤I制备的硒氢化钠溶液，然后取双氯苄与氯化锌溶解在15ml无水四氢呋喃溶液中，然后向上述溶液中滴加，滴加完后反应15min ;然后加热至60°C回流6h后停止反应,待溶液自然冷却至室温后,用无水乙醇洗涤、离心、真空干燥后制得到红色粉末状聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料；所述双氯苄与叔丁醇钾摩尔比为1:3 ;所述氯化锌与硒粉摩尔比为1:1。有益效果本发明提供一种利用利用原位缩合法制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的方法。该方法制备工艺流程简单，不需要高温高压等条件，而且适合连续生产，与现有其它的工艺相比，本发明实用性强，污染小，还可以通过控制工艺过程，进而控制产物的形态。
图1为所制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的X射线衍射图。图2为所制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的扫描电子显微镜(SEM)3为所制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的透射电子显微镜(TEM)图
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述:步骤1:将硒粉和硼氢化钠按照摩尔比为2:1放入容器中，加入足量无水四氢呋喃THF，再向容器中充入氩气排除溶解氧，并在氩气的保护下冰浴反应至浅黄色溶液，生成所需要的硒氢化钠溶液；步骤2:将叔丁醇钾放入容器中，加入无水四氢呋喃THF使其形成溶液，对溶液体系通入氩气以排除溶解氧，在氩气保护下搅拌加入步骤I制备的硒氢化钠溶液，然后取双氯苄与氯化锌溶解在15ml无水四氢呋喃溶液中，然后向上述溶液中滴加,滴加速度为2滴/s ;滴加完后反应15min ;然后加热至60°C回流6h后停止反应,待溶液自然冷却至室温后，用无水乙醇洗涤、离心、真空干燥后制得到红色粉末状聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料；所述双氯苄与叔丁醇钾摩尔比为1:3 ;所述氯化锌与硒粉摩尔比为1:1。通过X射线衍射(XRD-ADVANCE型)可以定性分析材料中物相的结构和元素存在状态。从图1我们可以看出聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料中在20°、28.5°处出现与MOPPV和ZnSe量子点材料相应的衍射峰，但峰位变得平滑且发生了轻微的偏移，与纯ZnSe量子点材料特征峰相比复合材料在51.3°出现的较大的平滑衍射峰包含了纯ZnSe量子点在46.3°、56.4°的两个衍射峰,这是由于通过原位聚合反应，ZnSe量子点材料被包覆或被镶嵌在MOPPV聚合物基体相中，两材料的能级失配得到修正，发生光诱导电荷转移引起的，这表明ZnSe量子点有效地与MOPPV聚合物复合在一起。通过扫描电子显微镜(SEM)我们可以观察材料的成膜性和材料的分布，图2为MOPPV/ZnSe复合材料薄膜的扫描电子显微镜图像，从图中我们可以看出复合材料的整体成膜均匀致密，图中白色亮点为被包覆或被镶嵌在聚合物MOPPV中的ZnSe量子点材料，分布较为均匀。通过透射电子显微镜(TEM)不仅可以直接对无机纳米材料的形貌、结构进行观察，获取信息，还可以用来表征聚合物内部结构的形貌和聚合物的晶体结构、形状以及结晶的分布。图3为MOPPV/ZnSe复合材料薄膜的透射电子显微镜图像，从图中我们可以看到反应得到的是分散性较好的球状ZnSe量子点材料均匀弥散分布在MOPPV聚合物基体中，尺寸约为4nm，与纯ZnSe量子点材料的X衍射计算出来的颗粒尺寸相吻合，ZnSe量子点材料周围被有机分子紧紧包覆与扫描电子显微镜观察到的包覆或镶嵌结构一致。此外，还可以看到量子点材料有明显的晶格条纹，说明ZnSe量子点材料在聚合物中仍然保持良好的结晶性。从图3中的灰色背景形成明显的反差的颜色分析中，可以观察到复合材料的两个组成部分形成了明确的接触面，并且穿插形成(MOPPV)施主/受主(ZnSe)网络，这种聚合物/量子点复合材料的合成方法也达到了 我们在应用中对复合材料的要求。
权利要求
1.一种利用原位缩合法制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的方法，其特征在 于步骤如下: 步骤1:将硒粉和硼氢化钠按照摩尔比为2:1放入容器中，加入足量无水四氢呋喃THF，再向容器中充入氩气排除溶解氧，并在氩气的保护下冰浴反应至浅黄色溶液，生成所需要的硒氢化钠溶液； 步骤2:将叔丁醇钾放入容器中，加入无水四氢呋喃THF使其形成溶液，对溶液体系通入氩气以排除溶解氧，在氩气保护下搅拌加入步骤I制备的硒氢化钠溶液，然后取双氯苄与氯化锌溶解在15ml无水四氢呋喃溶液中,然后向上述溶液中滴加,滴加完后反应15min ；然后加热至60°C回流6h后停止反应,待溶液自然冷却至室温后,用无水乙醇洗涤、离心、真空干燥后制得到红色粉末状聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料；所述双氯苄与叔丁醇钾摩尔比为1:3 ;所述氯化锌与硒粉摩尔比为1:1。
2.根据权利要求1所述利用原位缩合法制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的方法，其特征在于:步骤2中的滴加速度为2 滴/S。
全文摘要
本发明涉及一种利用利用原位缩合法制备聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料的方法，技术特征在于将硒粉和硼氢化钠按照摩尔比为2:1放入容器中，加入足量无水四氢呋喃THF，再向容器中充入氩气排除溶解氧，并在氩气的保护下冰浴反应至浅黄色溶液，生成所需要的硒氢化钠溶液；将叔丁醇钾放入容器中，加入无水四氢呋喃，取双氯苄与氯化锌溶解在15ml无水四氢呋喃溶液中，然后向上述溶液中滴加，待溶液自然冷却至室温后，用无水乙醇洗涤、离心、真空干燥后制得到红色粉末状聚合物MOPPV/ZnSe量子点复合材料。该方法制备工艺流程简单，不需要高温高压等条件，而且适合连续生产，与现有其它的工艺相比，本发明实用性强，污染小，还可以通过控制工艺过程，进而控制产物的形态。
文档编号C08G61/02GK103193961SQ201310070308
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月6日 优先权日2013年3月6日
发明者郑建邦, 屈俊荣, 吴广荣, 王春锋, 郝娟, 曹崇德 申请人:西北工业大学