[发明专利]一种主链含有五苯胺的聚酰胺材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种主链含有五苯胺的聚酰胺材料及其制备方法和应用。本发明的目的是要解决现有方法制备的聚苯胺不宜加工、稳定性差以及普通窗户无法调制室内温度和照明水平的问题。本发明主链含有五苯胺的聚酰胺材料的制备方法包括：设计并合成电活性酰胺单体；设计并合成电活性聚酰胺EPA；制备EPA工作电极、五氧化二钒对电极和凝胶电解质；组装电致变色电容窗。本发明主链含有五苯胺的聚酰胺材料的制备方法获得了一种新型电活性聚酰胺，其不仅方便加工，还同时拥有电致变色和能量存储性质；本发明合成聚酰胺的方法简单，可以大规模生产；本发明制备方法组装的电致变色电容窗能够同时调节室温和照明水平，还可以储存能量。

技术领域

本发明属于导电功能高分子技术领域，具体涉及一种主链上含有五苯胺的电活性聚酰胺材料及其制备方法，以及其在电致变色电容窗中的应用。

背景技术

由于能够同时拥有电致变色和能量存储性质，电致变色超级电容器近些年来十分流行。聚苯胺因其显著的优势，如高理论电容、可逆的电化学活性、大的光学对比度和快速的氧化还原转换速度，已被广泛研究用于制造电致变色超级电容器装置。但由于链刚性和较强的链间相互作用，聚苯胺的溶解度和加工能力极差，严重影响聚苯胺在工业上的应用。同时，电化学过程中常见电解质为酸性，这会严重腐蚀氧化铟锡(ITO)集电器。另一方面，小分子掺杂剂的不断插入和脱插入会导致聚苯胺膜的反复膨胀和收缩，使功能层破碎或坍塌。电致变色超级电容器的长期循环耐久性到目前为止尚未达到实际应用的基准。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种新型的主链上含有五苯胺的聚酰胺材料、制备方法及其在电致变色电容窗中的应用，以解决现有方法制备的聚苯胺不宜加工、稳定性差以及普通窗户无法调制室内温度和照明水平的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种主链含有五苯胺的电活性聚酰胺EPA，所述聚酰胺具有式(Ⅰ)所示结构的重复单元：

进一步地，所述式(Ⅰ)结构中酰胺单体EA具有式(Ⅱ)所示结构：

一种主链含有五苯胺的电活性聚酰胺EPA的制备方法，其步骤如下：

A、电活性酰胺单体EA的合成：

A1、在反应容器中先后放入2.58～5.15g，14～28mmol的对氨基二苯胺和30mL干燥的DMF溶液，超声处理15分钟；

A2、将1.02～2.04g，5～10mmol的对苯二甲酰氯溶解在20mL DMF中；

A3、将对苯二甲酰氯的DMF溶液滴入到上述对氨基二苯胺的DMF溶液中，反应6小时；

A4、将混合溶液倒入300mL的冰水中沉淀，所得沉淀物依次用蒸馏水、乙醇、二氯甲烷和乙醚进行冲洗；

A5、在45℃的真空下干燥24小时得到灰绿色固体EA；

B、电活性聚酰胺EPA的合成：

B1、将1.00～2.00g，2～4mmol的EA和0.228～0.456g，2.1～4.2mmol的对苯二胺加入到反应容器，倒入40mL的DMF溶液；

B2、在搅拌过程中将15mL，3mol/L盐酸溶液滴加到上述DMF溶液，形成均匀的分散液；

B3、将0.92～1.84g，4～8mmol的过硫酸铵转移到10mL，3mol/L盐酸中；

B4、将过硫酸铵的盐酸溶液滴加到上述分散液中，持续30分钟，室温下反应24小时；

B5、将反应混合物倒入300mL的冰水中沉淀，过滤沉淀物，依次用蒸馏水、乙醇和丙酮洗涤，直到无色；