[发明专利]一种聚双噻吩吡咯及其制备方法及利用其制备的聚双噻吩吡咯/阵列式TiO2纳米管

权利要求书

1.一种聚双噻吩吡咯，其特征在于一种聚双噻吩吡咯的结构通式为：

所述的n为1≤n≤100。

2.制备权利要求1所述的一种聚双噻吩吡咯，其特征在于一种聚双噻吩吡咯的制备方法是按以下步骤进行：

一、双傅氏反应：①、在氮气气氛下，将无水三氯化铝溶解于二氯甲烷中，得到混合物A；所述的无水三氯化铝的质量与步骤一①中的二氯甲烷的体积比为1g:(3.7～5.5)mL；②、在氮气气氛下，将噻吩和琥珀酰氯溶解于二氯甲烷中，得到混合物B；所述的噻吩与琥珀酰氯的摩尔比为(2～3):1；所述的噻吩与步骤一②中的二氯甲烷的体积比为1:(2.5～3.0)；③、在氮气气氛下，将混合物B滴加到混合物A中，用薄层色谱法监测反应进程至反应物消失，反应结束，得到混合物C；所述的混合物A与混合物B的体积比为1:(1～1.5)；④、将混合物C静置分层，以二氯甲烷为萃取剂进行萃取，得到有机层，再向有机层中加入质量百分数为10％～12％的盐酸、质量百分数为10％～12％的碳酸氢钠溶液和水进行洗涤，并使用无水硫酸镁干燥，然后再以二氯甲烷为淋洗液，以硅胶为固定相进行柱层分离，最后利用旋转蒸发仪蒸发溶剂及真空干燥，得到1,4-二噻吩-1,4-二丁酮；

二、制备双叔丁基三苯胺基-2,5-二噻吩吡咯：在氮气气氛下，将1,4-二噻吩-1,4-二丁酮与4-氨基-双叔丁基三苯胺及对甲苯磺酸溶于甲苯溶液中，并回流冷凝反应，回流冷凝反应的时间为3天～4天，用薄层色谱法监测反应进程至反应物消失，反应结束，然后利用旋转蒸发仪蒸发溶剂，得粗产品A，将粗产品A溶解于二氯甲烷中，过滤并利用旋转蒸发仪蒸发溶剂，得到粗产品B，然后以二氯甲烷为淋洗液，以硅胶为固定相进行柱层分离，再以二氯甲烷与石油醚的体积比为2:1的混合物为淋洗液，以硅胶为固定相进行柱层分离，得到棕黄色双叔丁基三苯胺基-2,5-二噻吩吡咯；

所述的1,4-二噻吩-1,4-二丁酮与4-氨基-双叔丁基三苯胺的摩尔比为1:(1～1.2)；所述的1,4-二噻吩-1,4-二丁酮的物质的量与甲苯溶液的体积比为1mol:(15～20)mL；所述的1,4-二噻吩-1,4-二丁酮与对甲苯磺酸的摩尔比为1:(0.05～0.08)；

三、电化学聚合：将FTO导电玻璃衬底预处理，得到预处理后的FTO导电玻璃衬底，将预处理后的FTO导电玻璃衬底浸渍于双叔丁基三苯胺基-2,5-二噻吩吡咯中，浸渍12h～24h，得到浸渍后的FTO导电玻璃衬底，然后以浸渍后的FTO导电玻璃衬底为工作电极，以Ag/AgCl/饱和KCl溶液电极为参比电极，以铂片电极为对电极，通入N₂，并将浸渍后的FTO导电玻璃衬底工作电极、Ag/AgCl/饱和KCl溶液电极参比电极及铂片电极对电极放入电解液中，在循环电压为0V～1.5V及扫描速率为100mV/s～150mV/s下聚合15min～30min，得到表面覆有聚合物薄膜的FTO导电玻璃衬底，然后将表面覆有聚合物薄膜的FTO导电玻璃衬底用二氯甲烷进行洗涤，并脱膜，得到聚双噻吩吡咯。

3.根据权利要求2所述的一种聚双噻吩吡咯的制备方法，其特征在于步骤三中将FTO导电玻璃衬底预处理具体按以下步骤进行操作：将FTO导电玻璃衬底洗衣粉超声洗涤30min，再用无水乙醇超声40min，然后用丙酮超声30min，最后用去离子水存放，得到预处理后的FTO导电玻璃衬底。

4.根据权利要求2所述的一种聚双噻吩吡咯的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的无水三氯化铝的质量与步骤一①中的二氯甲烷的体积比为1g:5mL；步骤一②中所述的噻吩与琥珀酰氯的摩尔比为2:1；步骤一②中所述的噻吩与步骤一②中的二氯甲烷的体积比为1:3；步骤一②中所述的混合物A与混合物B的体积比为1:1。

5.根据权利要求2所述的一种聚双噻吩吡咯的制备方法，其特征在于步骤二中所述的1,4-二噻吩-1,4-二丁酮与4-氨基-双叔丁基三苯胺的摩尔比为1:1.2；步骤二中所述的1,4-二噻吩-1,4-二丁酮的物质的量与甲苯溶液的体积比为1mol:20mL；步骤二中所述的1,4-二噻吩-1,4-二丁酮与对甲苯磺酸的摩尔比为1:0.08。