[发明专利]具有纳米刺的聚希夫碱膜材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及聚希夫碱及其制备方法和应用。

背景技术

进入信息时代，有机电子学作为一门新兴的学科取得了迅猛的发展。有机电子学与有机化学、材料科学等学科相结合诞生出一批具有卓越光电性能的新型材料，涵盖了包括显示器材料、军事伪装材料、信息存储材料、传感材料以及智能材料等诸多领域。酸致变色和电致变色的性能的聚希夫碱一经引入显示和传感领域必将焕发出蓬勃的生命力，在显示和传感领域均表现出突出的优越性和广阔的开发应用前景。现有的聚希夫碱在有机溶剂中溶解性较低，难于成膜加工，以螺旋桨式的三芳胺为单体可以有效地减少聚合物分子链之间的强烈作用力，增加聚合物的溶解性。三芳胺易于形成阳离子自由基呈现出不同于中性态的三芳胺，并且由于第二单体的加入，共同作用使聚希夫碱具备颜色可调性；另一方面，通常的变色聚合物的合成需要昂贵的原料，苛刻的合成条件。现有的聚希夫碱材料的导电性较差，变色速率慢和效率较低。

发明内容

本发明是要解决现有的聚希夫碱材料的导电性差的技术问题，而提供具有纳米刺的聚希夫碱膜材料及其制备方法和其应用。

本发明的具有纳米刺的聚希夫碱膜材料是聚希夫碱膜的表面具有纳米刺状聚希夫碱，纳米刺的直径为0.1～0.2μm，纳米刺的长度为1～5μm。

具有纳米刺的聚希夫碱膜材料的制备方法按以下步骤进行：

一、按聚希夫碱的质量与有机溶剂的体积的比为1g∶(1～10)mL的比例，将聚希夫碱溶于有机溶剂中，得到聚希夫碱溶液；

二、在布氏漏斗的底部铺上滤纸或者滤膜，然后将多孔Al₂O₃模板放在滤纸或者滤膜上，再将步骤一制备的聚希夫碱溶液倒入布氏漏斗中，真空抽滤，然后将Al₂O₃模板取出，在温度为10～60℃的条件下干燥1～10h，得到附着在多孔Al₂O₃模板上的干膜；

三、将步骤二得到的附着在多孔Al₂O₃模板上的干膜浸入浓度为0.5-2mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡去除Al₂O₃模板，得到湿膜，将湿膜用蒸馏水和乙醇洗涤干净，晾干后，得到具有纳米刺的聚希夫碱膜材料。

其中步骤一中的有机溶剂为四氢呋喃、氯仿、N，N′-二甲基乙酰胺、N，N′-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮。

多孔Al₂O₃模板中的孔的孔径为2μm，为市售商品。

步骤一中的聚希夫碱的结构式如下：

n＝1～100，n取整数；其中R₁为R₂为其中R′为H或-CH₃，m＝1～8，R″为(CH₂)_pCH₃，p为0～8。

本发明的具有纳米刺的聚希夫碱膜材料的应用是作为光电材料的应用。

本发明的具有纳米刺的聚希夫碱膜材料的应用是在电致变色显示器件中的应用。

本发明的具有纳米刺的聚希夫碱膜材料的应用是在酸致变色器件中的应用。

本发明的具有纳米刺的聚希夫碱膜材料的应用是在在太阳能电池中的应用。

本发明的具有纳米刺的聚希夫碱膜材料的应用是在检测传感器件中的应用。

本发明采用模板法，使制备的聚希夫碱膜材料的表面分布着纳米刺，将导电的聚合物制成一维的纳米结构，大大提高了材料的比表面积，使离子电子运输途径缩短，提高了它的电化学活性，从而可以改善涂膜或本体粉末的性能。本发明制备的聚希夫碱膜材料与用常规旋涂法制备的聚希夫碱膜在相同的条件下测试二者的循环伏安谱图，本发明制备的聚希夫碱膜材料制备的器件的氧化电位1.158V，比常规聚希夫碱膜制备的器件的氧化电位1.01V高，本发明制备的聚希夫碱膜材料制备的器件的还原电位0.760V，比常规聚希夫碱膜制备的器件的0.794V要低。从而可知，本发明制备的聚希夫碱膜材料具有较高的抗氧化性，且还原灵敏。

本发明的具有纳米刺的聚希夫碱膜材料在高效能量转化器件、纳米线激光器、传感器等方面显示良好的应用前景。

附图说明

图1是试验一制备的具有纳米刺的聚希夫碱膜材料的扫描电镜照片；