[发明专利]铅芯结构聚苯胺/石墨烯复合纳米纤维材料的制法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种铅芯结构具有芳醚取代基的三芳胺-芴共聚物与石墨烯复合纳米纤维材料、制备方法及应用。

背景技术：

1969年S.K. Deb首先用无定形WO₃制备电致变色器件，通过金电极给WO₃薄膜施加电压，WO₃薄膜从负极开始变蓝，改变电压极性，WO₃薄膜从正极褪色。这一开创性工作引起了人们对电致变色研究的极大兴趣。

电致变色是指变色材料在外加电场下发生氧化还原反应离子掺杂而呈现的可见的颜色可逆变化。电致变色器件具有颜色可调性和工作电压低等特性，在电致变色显示、智能窗和伪装等方面具有巨大的应用价值。近来的研究从近红外到微波区间的变色发展，开发在光通讯、数据存储和建筑物的热控制增热或减热等领域的应用。

尽管早期的电致变色器件主要以无机氧化物为主，但由于有机材料具有更好的颜色可调性、高的变色对比度、快速反应时间和溶液成膜加工等特点而越来越受到重视。石墨烯以其独特的二维平面和电子结构、优异的性能在光电子器件以及电极材料等领域显示出一定的应用前景。石墨烯及其衍生物具有极大的比表面积和容易改性等特点适合于开发高性能的复合材料。本发明是通过高压静电纺丝技术将石墨烯与三芳胺聚合物有机的结合起来，石墨烯的引入进一步促进了三芳胺聚合物电致发光材料的电子收集和传递。

发明内容：

本发明的目的是合成一种具有芳醚取代基的三芳胺单体，并利用该单体与芴共聚合成一种聚苯胺；利用高压静电纺丝技术提供一种铅芯结构聚苯胺/石墨烯复合纳米纤维材料制备方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种铅芯结构聚苯胺/石墨烯复合纳米纤维材料的制法，以获得的可溶性石墨烯为芯层，聚苯胺为壳层，借助套管式器件，利用高压静电纺丝技术制备一种铅芯结构聚苯胺/石墨烯复合纳米纤维材料，并将该复合纳米纤维材料制成光致发光、电致发光器件。

所述的铅芯结构聚苯胺/石墨烯复合纳米纤维的制法，第一步：将所述的聚苯胺溶解在溶剂中，将聚[2,7-(9,9-二辛基芴)-交替-N-苯基-N-(4-苯氧基苯基)苯胺]溶解在甲苯或四氢呋喃溶剂中，含量为1.0～12.0%(wt.%)；第二步：所述的可溶性石墨烯的乙醇或水溶液的浓度为0.5～6.0%(wt.%)，借助套管式针头，利用微量注射泵控制两种溶液的流速比例为1:0.2～1:3.0，聚苯胺:石墨烯，其中，聚苯胺溶液作为壳层，石墨烯溶液作为核或芯层；第三步：在18～30℃条件下，利用高压静电纺丝技术，调节纺丝电压为10～30kV，发射电极和接收电极之间的距离为8～23cm，即可在接收电极上获得铅芯结构聚苯胺/石墨烯复合纳米纤维材料。

所述的铅芯结构聚苯胺/石墨烯复合纳米纤维材料的制法，所述的聚苯胺为含苯氧基三苯胺结构的聚苯胺，其制备方法是提纯获得的含苯氧基的三苯胺单体（Mon）并进一步聚合获得聚[2,7-(9,9-二辛基芴)-交替-N-苯基-N-(4-苯氧基苯基)苯胺]；具体步骤为：以精制甲苯为溶剂，1mmol三苯胺单体加入甲苯10～25mL的比例，采用9,9-二辛基芴-2,7-二硼酸顺（1,3-丙二醇）酯和含苯氧基的三苯胺，按照摩尔比为1:1.0～1:1.05加入；加入重量比例为1:25～1:30的钯催化剂Pd(PPh₃)₄，所述的钯催化剂Pd(PPh₃)₄与9,9-二辛基芴-2,7-二硼酸顺(1,3-丙二醇)酯的比例为1:25～1:30，加入与甲苯等体积的2.5～3.0M的碳酸钠溶液，在高纯氩气或氮气保护下，通过Suzuki偶合反应制备含苯氧基三苯胺结构的聚苯胺。