[发明专利]一种木质素磺化甲醛丙酮缩合物分散聚3,4‑乙撑二氧噻吩导电复合物及制备与应用

说明书

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域，具体涉及一种木质素磺化甲醛丙酮缩合物分散聚3,4-乙撑二氧噻吩导电复合物及制备与应用。

背景技术

在众多导电聚合物中，聚3,4-乙撑二氧噻吩(简称PEDOT)由于具有高的电导率和较高的可见光透射率而一直受到广泛的关注。然而，本征聚3,4-乙撑二氧噻吩特殊的链结构及不溶不熔，难以方便的进行加工和应用。目前常用的加工方式是利用聚苯乙烯磺酸(PSS)掺杂以解决PEDOT的水溶解性问题，由此制得的PEDOT:PSS薄膜具有较高的机械强度、透光性好以及较高的电导率。由于PEDOT:PSS具有以上特性，且加工简便，一直是制备有机电子器件的重要空穴注入材料，在光伏电池、电致变色器件、发光二极管、线路板电镀涂层以及抗静电涂层材料等领域有广阔的应用。

木质素磺化甲醛丙酮缩合物(GSL)是采用高效磺化法制备的一种木质素系聚合物，可用于制备具有优良性能的水泥减水剂(CN101575418A，US8987427B2)、水煤浆分散剂、和农药分散剂。高分子量、高缩合度的木质素磺化甲醛丙酮缩合物(GSL)具有很好的分散性，以木质素盐为成分的水泥分散剂是高效水泥减水剂之一。

据文献报道，通过在氧化铟锡(ITO)的表面加一层PEDOT:PSS阳极修饰层，可降低传输界面的能垒高度，提高器件效率，在有机电子学器件如钙钛矿太阳能电池、有机电致发光二极管和有机异质结太阳能电池中有很大的应用前景。然而，将木质素磺化甲醛丙酮缩合物(GSL)应用到聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)聚合物的分散以及应用在器件制备领域，目前为止未有相关报道。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的首要目的在于提供一种木质素磺化甲醛丙酮缩合物分散聚3,4-乙撑二氧噻吩导电复合物。

本发明的另一目的在于提供上述木质素磺化甲醛丙酮缩合物分散聚3,4-乙撑二氧噻吩导电复合物的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述木质素磺化甲醛丙酮缩合物分散聚3,4-乙撑二氧噻吩导电复合物在有机光电器件中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种木质素磺化甲醛丙酮缩合物分散聚3,4-乙撑二氧噻吩导电复合物，所述复合物是通过3,4-乙撑二氧噻吩单体在木质素磺化甲醛丙酮缩合物载体上聚合分散得到。

所述的木质素磺化甲醛丙酮缩合物分散聚3,4-乙撑二氧噻吩导电复合物具有如下分子结构式：

式中Lignin表示木质素结构式，m、n表示聚合度。

优选地，所述复合物中聚3,4-乙撑二氧噻吩的分散粒径为50～350nm。

上述木质素磺化甲醛丙酮缩合物分散聚3,4-乙撑二氧噻吩导电复合物的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)将木质素磺化甲醛丙酮缩合物溶于去离子水中配制成木质素磺化甲醛丙酮缩合物水溶液，在搅拌下加入单体3,4-乙撑二氧噻吩，并用酸调节溶液pH至酸性；

(2)将氧化剂溶于去离子水中配制成质量浓度为10％～30％的水溶液，在搅拌下滴入到步骤(1)的混合溶液中，室温搅拌反应5～48小时，得到以木质素磺化甲醛丙酮缩合物为载体的聚3,4-乙撑二氧噻吩水分散液；

(3)将步骤(2)的水分散液透析除去无机盐及未反应的单体，得到木质素磺化甲醛丙酮缩合物分散聚3,4-乙撑二氧噻吩导电复合物。

上述制备方法中，优选各组分的重量配比如下：3,4-乙撑二氧噻吩1份，氧化剂1.5～5份，木质素磺化甲醛丙酮缩合物0.5～100份，去离子水10～1000份。

优选地，所述的氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。

优选地，所述的用酸调节溶液pH至酸性是指用稀盐酸或硫酸溶液调节溶液pH为2。

优选地，步骤(2)中所述的搅拌是指在500～2000转/分钟的搅拌速度下搅拌。

优选地，步骤(3)中所述的透析是指用截留分子量为1000的透析袋透析2～8天。

上述木质素磺化甲醛丙酮缩合物分散聚3,4-乙撑二氧噻吩导电复合物在有机光电器件中的应用；所述的有机光电器件包括有机电致发光器件，太阳能电池器件等。

本发明的制备方法及所得到的产物具有如下优点及有益效果：

(1)本发明将木质素磺化甲醛丙酮缩合物用于聚3,4-乙撑二氧噻吩的分散，木质素磺化甲醛丙酮缩合物的原料成本低，且来源广泛，制备方便；