[发明专利]一种光学复合纳米纤维材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种光学复合纳米纤维材料及其制备方法。所述光学复合纳米纤维材料工艺简单、操作方便、原料来源广泛、成本低，产率高；保持了联吡啶钌的优越的光电性能，同时具有发光效率高、电子传递速率快、稳定性好、联吡啶钌不泄漏等特点。其是一种光电新材料，也提供了一种有效的电致化学发光活性物的固载方法。属于光电材料制造的领域。

背景技术

随着器件小型化的需要以及分子器件的发展，基于纳米及亚微米尺度的分子材料近十年来备受关注。一维纳米结构具有本征各向异性，有利于电荷传输，是研究电子传输行为的理想体系。通过静电纺丝能够快速大量地制备聚合物纳米纤维，其孔隙率高、比表面积大，是当前一条行之有效的、重要的制备光电功能聚合物一维纳米结构的路线。静电纺丝可以通过改变电纺参数以及掺杂功能客体实现对纳米结构、尺寸和性能的调控，是拓展和调控聚合物纳米结构功能的有效手段，尤其是近年来在可控制备具有光电活性的聚合物一维纳米结构方面发挥着其独特的优势。

联吡啶钌(Ru(bpy)₃²⁺)，具有化学性能稳定、应用pH范围宽，发光效率高及电化学行为可逆等特点，是应用最广泛的电致化学发光（Electrochemiluminescence,ECL）活性物。近年来，Ru(bpy)₃²⁺及其类衍生物的固定材料和固定方法研究较热^[1-3]。固定材料有由金属、半导体、碳及聚合物等制成的纳米粒子、纳米管及纳米线等；固定方法有Langmuir-Blodgett、自组装、离子交换聚合物薄膜、溶胶-凝胶及物理诱捕等技术。静电纺丝技术作为一种新的固载电致化学发光活性物的有效手段也有报道。如Shan等^[4]利用静电纺丝技术将聚丙烯腈-聚丙烯酸共聚物（PAN-co-PAA）制成带负电荷的纳米纤维，再与带正电荷的Ru(bpy)₃²⁺静电作用，将Ru(bpy)₃²⁺固载在电极表面。其先后经过两步，过程不够简单快捷。Zhou等^[5]利用静电纺丝技术制备掺杂聚丙烯酸（PAA）的Ru(bpy)₃²⁺、Nafion纳米纤维。但Nafion纳米纤维的导电性能差。上述两种方法对Ru(bpy)₃²⁺的固载量都不够理想。如能将导电性好、比表面积大、同时又能稳定且大量固载Ru(bpy)₃²⁺的纳米材料（纳米金-多壁碳纳米管复合物）与稳定性好的可纺高分子（尼龙6）掺杂获得前驱体静电纺丝溶液，经一步静电纺丝获得光学复合纳米纤维。所获复合纳米纤维将多种纳米材料优势叠加，可克服现存方法的缺陷，获得发光效率显著增高、导电性能良好、稳定性好的新型光电材料。参考文献：

[1]Richter M M.Electrochemiluminescence(ECL).Chem.Rev.,2004,104:3003-3036.

[2]Wei H,Wang E K.Solid-state electrochemiluminescence of tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium.Trends in Anal.Chem.,2008,27(7):619-626.

[3]Miao W J.Electrogeneratedchemiluminescence and its biorelated applications.Chem.Rev.,2008,108,2506-2553.

[4]Shan,D.,Qian,B.,Ding,S.N.,Zhu,W.,Cosnier,S.,Xue,H.G.Enhanced solid-stateelectrochemiluminescence of tris(2,2′-bipyridyl)ruthenium(II)incorporated into electrospunnanofibrous mat.Anal.Chem.,2010,82,5892-5896.

[5]Zhou,C.S.,Liu,Z.,Dai,J.Y.,Xiao,D.ElectrospunRu(bpy)₃²⁺-doped nafionnanofibersforelectrochemiluminescence sensing.Analyst,2010,135,1004-1009.