專利名稱：苝酰亞胺衍生物薄膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種光電材料領(lǐng)域的制備方法，具體是一種茈酰亞胺衍生物 (PDI)薄膜的制備方法。
背景技術(shù)：
茈酰亞胺類化合物是一類分子結(jié)構(gòu)上具有大平面及大π電子共軛體系的化合 物。自從Friedlander在1913年合成了茈酰亞胺化合物以來，茈類衍生物由于其優(yōu)異的 染色性能，穩(wěn)定性和耐光牢度，在相當(dāng)長時間內(nèi)一直作為染料用于棉纖維和織物的染色。隨 后，由于其具有優(yōu)越的化學(xué)、熱和光穩(wěn)定性，以及寬的吸收光譜、高的熒光量子產(chǎn)率和電荷 傳導(dǎo)能力等特點而廣泛應(yīng)用于有機光導(dǎo)材料、有機電致發(fā)光材料、太陽能電池和分子開關(guān) 等領(lǐng)域。在光電材料領(lǐng)域的應(yīng)用，大多數(shù)都需要制備性能優(yōu)異的薄膜。目前在實際生產(chǎn)中 廣泛應(yīng)用的薄膜制備方法有旋涂、印刷涂膜、滾輪涂膜法等，這些方法均需要化合物在普通 溶劑中具有良好的溶解性。但是茈酰亞胺化合物由于其分子剛性，在一般的有機溶劑中溶 解度均很小，這就增加了其廣泛應(yīng)用的難度。因此開發(fā)一種簡單而價廉的茈酰亞胺衍生物 薄膜的制備方法對其實際應(yīng)用意義重大。已經(jīng)報道的茈酰亞胺類化合物薄膜的制備方法有以下三種(1)蒸鍍法，如 S. Erten等在“基于茈酰亞胺和茈二苯并咪唑的給體-受體異質(zhì)結(jié)太陽能電池”(The European Physical Journal =Applied Physics，2007，36，225-229)中的報道；(2)自組裝 法，如Ping Yan等在“自組裝的茈酰亞胺納米纖維”(Journal of Physical Chemistry B， 2005，109，724-730)和Sheng-Gao Liu等在“自組裝液晶茈酰亞胺薄膜光譜性質(zhì)，結(jié)晶性 和分子方向”(Journal of Physical ChemistryB, 2002,106,1307-1315)中的報道；(3)電 沉積法，如汪茫研究組在“基于嵌入介孔硅中的茈酰亞胺的異質(zhì)結(jié)”(Thin Solid Films, 2008，516，4272-4276)和在“一種應(yīng)用于光導(dǎo)裝置的茈酰亞胺衍生物的完整有序納米陣 列”(Nanotechnology，2008，19，055604)中的報道。但是以上三種方法各有其缺點。蒸鍍法雖然能夠得到高純度高質(zhì)量的有機薄膜， 但是其操作復(fù)雜，且能耗、成本均很高，不適于大面積的工業(yè)生產(chǎn)。自組裝法往往能夠得到 有序形貌的薄膜，這對提高薄膜電荷傳導(dǎo)能力進而提高器件性能很重要，但是從報道的大 量文獻可以看到這種方法首先是要合成高溶解性的茈酰亞胺衍生物，這也限制了其靈活應(yīng) 用。電沉積法是一種操作簡單，低成本的薄膜制備方法，且可以通過調(diào)節(jié)電解液濃度、沉積 電壓、沉積電流、時間、溫度等條件方便靈活的改變薄膜厚度、形貌等特征。如汪茫研究組報 道的通過在茈酰亞胺衍生物的有機混合液中加入三氟乙酸，使茈酰亞胺衍生物質(zhì)子化生成 帶正電荷的自由離子，在直流電壓條件下電泳到負電極并沉積行成薄膜。但是由于所使用 的三氟乙酸具有氧化性，對金屬負電極具有腐蝕性，這對以金屬片為基底制備茈酰亞胺衍 生物薄膜有一定的限制，并且不適合于沉積在某些易被還原而不能做負電極的基底上。另 外，從文獻報道的電沉積條件來看，需要在較高的沉積電壓下，如30 60V下才可以得到薄 膜，這對于實際生產(chǎn)來說不具備低能耗的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種茈酰亞胺衍生物薄膜的制備方 法，用水合胼取代三氟乙酸，采用正電極沉積法。在0. 5V 5V的低電壓、0. 02mA 5mA的 低電流以及相對較短的沉積時間下制備得到了致密均勻的薄膜。且通過改變茈酰亞胺衍生 物的結(jié)構(gòu)和配比，制備出了各種吸收范圍的復(fù)合薄膜。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括以下步驟第一步、將一種或兩種茈酰亞胺衍生物分散于盛有DMF有機溶劑的反應(yīng)器皿中， 配置得到濃度為10_5mOl/L IO-1HioVL的有機懸浮液。所述的茈酰亞胺衍生物的結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
一種苝酰亞胺衍生物薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟第一步、將一種或兩種苝酰亞胺衍生物分散于盛有DMF有機溶劑的反應(yīng)器皿中，配置得到濃度為105mol/L～10 1mol/L的有機懸浮液；第二步、向反應(yīng)器皿中加入水合肼后經(jīng)超聲分散或機械攪拌得到電解液；第三步、以導(dǎo)電金屬片或?qū)щ姴Ａ檎龢O，以鉑片為負極，將正負極置于電解液中，通過恒電壓或恒電流進行電沉積，在正電極得到沉積薄膜；第四步、將沉積薄膜先置于密閉容器中進行2～10h的自然干燥，然后在50℃～100℃下進行2～10h真空干燥，分別得到苝酰亞胺衍生物薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茈酰亞胺衍生物薄膜的制備方法，其特征是，所述的茈酰亞 胺衍生物的結(jié)構(gòu)式為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茈酰亞胺衍生物薄膜的制備方法，其特征是，所述的水合胼 占有機混合液的含量為105mol/L lOmol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茈酰亞胺衍生物薄膜的制備方法，其特征是，所述的超聲分 散或機械攪拌的時間為0. 5h 2h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茈酰亞胺衍生物薄膜的制備方法，其特征是，所述的導(dǎo)電金 屬片、導(dǎo)電玻璃和鉬片首先經(jīng)過洗滌劑和水清洗，再依次通過乙醇、丙酮超聲清洗，然后真 空干燥Ih。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茈酰亞胺衍生物薄膜的制備方法，其特征是，所述的正負極， 其大小為IcmX 2cm或2cmX 2. 5cm,間距為5mm 30mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茈酰亞胺衍生物薄膜的制備方法，其特征是，所述的恒電壓 是指在正負電極間施加0. 5V 5V的直流電壓，恒電流是指在正負電極間施加0. 02mA 5mA的直流電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的茈酰亞胺衍生物薄膜的制備方法，其特征是，所述的電沉積， 其時間為2s 20min，溫度為-30°C 70°C。
全文摘要
一種光電材料技術(shù)領(lǐng)域的苝酰亞胺衍生物薄膜的制備方法，用水合肼取代三氟乙酸，采用正電極沉積法。在0.5V～5V的低電壓、0.02mA～5mA的低電流以及相對較短的沉積時間下制備得到了致密均勻的薄膜。且通過改變苝酰亞胺衍生物的結(jié)構(gòu)和配比，制備出了各種吸收范圍的復(fù)合薄膜。
文檔編號C25B3/04GK101949026SQ201010503979
公開日2011年1月19日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月12日
發(fā)明者劉燕剛, 張佳, 張青, 朱園園, 盛巧榮, 薛敏釗, 錢凌峰, 馬寧 申請人:上海交通大學(xué)