[发明专利]一种MOPPV-ZnSe-SWNTS复合材料体系的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用原位缩合聚合法制备MOPPV-ZnSe-SWNTs复合材料体系的方法，不同于简单复合材料的物理共混法，该方法简便易行，且能够解决纳米材料与有机材料复合难度大的问题，具有较强的实用性，能够在实验室中进行快速有效的制备，属于有机/无机复合材料制备技术领域。

背景技术

碳纳米管(CNTs)自1991年发现以来，以自身独特的纳米尺寸直径和优良的力学、电学、光学、磁学等性能引起研究热潮。近年来，纳米晶态半导体粒子因其具有大的表面体积比、高的活性、特殊的电学性质和独特的光学性质引起了科学界的广泛关注。基于半导体纳米粒子的量子尺寸效应和表面效应半导体纳米粒子在发光材料、非线性光学材料、光敏传感器材料、光催化材料等方面具有广阔的应用前景。如何实现对半导体纳米粒子的尺寸大小、粒度分布以及形状和表面修饰的控制，寻找更简便的合成方法以及改善制备环境等是半导体纳米粒子研究的关键。

硒化锌作为一种重要的半导体纳米材料，ZnSe晶体属直接带隙Ⅱ～Ⅵ族半导体量子点材料，其禁带宽度为2.67ev，光谱吸收范围为365～450nm,波长在400nm时量子效率最大,并且ZnSe量子点材料具有荧光寿命长、量子产率高、载流子传输特性好，光学稳定性好、晶粒尺寸可调等优点，已被人们广泛的应用于光电领域。聚对苯乙炔（PPV）是一类空穴传输型的有机光电材料，引入烷氧官能团可使PPV分子主链共轭体系的离域性增强，有利于激子传输和增强在有机溶剂中的溶解性。在PPV中掺入半导体纳米材料如ZnSe、SWNTs，不同于传统有机/无机复合光电材料，半导体纳米材料由于禁带宽度窄，纳米颗粒的尺寸可调，可有效的控制其禁带宽度，从而更好的满足各材料间的晶格匹配要求，在复合材料体系中不但可以保持其无机材料特性，而且利用其尺寸效应、量子点效应等可以提高复合材料的光电性能和物理性能，还能够发生光诱导电子转移、光谱敏化等特殊性能。目前，聚合物/纳米复合材料已广泛的应用于有机光电学，物理学、液晶显示等领域。

目前制备MOPPV-ZnSe-SWNTs复合材料体系的方法有很多种，包括物理共混法，机械冲击，超声化学法等，以上所述方法制备条件严格，操作复杂，虽能制备出有机聚合物/纳米复合材料，但不能控制其尺寸，未能解决纳米材料跟有机聚合物结合困难、纳米材料在聚合物中分布不均的问题，在复合材料应用领域中得不到很好的应用。

发明内容

要解决的技术问题

为了弥补现有技术的不足之处，解决纳米材料与有机材料难复合的问题，本发明提出一种利用原位缩合聚合法制备MOPPV-ZnSe-SWNTs复合材料体系的方法，该方法简便易行，能够在实验室中进行快速有效的制备，同时也可以进行工业化生产。

技术方案

本发明提供一种利用原位缩合聚合法制备聚合物MOPPV-ZnSe-SWNTs复合材料体系的方法，其特征步骤如下：

步骤1、将酰氯基团通过酰氯化反应进一步接枝到碳纳米管上，具体反应步骤如下：

步骤a、SWNTs-COOH的制备：称取0.5g的SWNTs添加到80mL的浓硝酸中，在油浴中加热至60°C，恒温回流搅拌10h后，用去离子水沉淀，反复过滤，将过滤后的固体粉末加入四氢呋喃中洗涤，将洗涤后的固体粉末置入真空干燥箱在70°C条件下干燥24h，得到黑色固体物质SWNTs-COOH；

步骤b、碳纳米管SWNTs-COCl的制备：将酸化后的碳纳米管加入到50mL的二氯亚砜中，然后再加入1mL二甲基甲酰胺DMF，在油浴中加热至60°C，恒温回流搅拌24h；经过离心沉淀、过滤后得到棕色沉淀，再用无水四氢呋喃反复洗涤，最后将产物置于真空干燥箱在70°C条件下干燥24h，得到带有酰氯基团的碳纳米管SWNTs-COCl；

步骤2：将硒粉和硼氢化钠按照摩尔比1:2混合，加入无水四氢呋喃THF，再向容器中充入氮气排除溶解氧，并在氮气的保护下冰浴条件下反应至浅黄色溶液，生成硒氢化钠溶液；