[发明专利]含噻吩基单核钌配合物电聚合薄膜的制备方法和光电化学性质

说明书

技术领域

本发明属于电化学领域，涉及含噻吩基单核钌配合物电聚合薄膜的制备方法及其电化学和光电化学性质。

背景技术

近几年，聚合物薄膜由于其制备方法简单，性能较单体优越，因此引起了研究者们的研究兴趣。在光电器件中，具有高效的光吸收、电荷分离和电荷转移运输功能的材料极为重要[A.Facchetti，π-Conjugatedpolymersfororganicelectronicsandphotovoltaiccellapplications，Chem.Mater.，2011，23，733-758]。然而，一些纯有机聚合物由于其不可逆的还原过程，导致了聚合材料电化学的不稳定性和电荷传输受阻[C.Groves，J.C.Blakesley，N.C.Greenham，Effectofchargetrappingongeminaterecombinationandpolymersolarcellperformance，NanoLett.，2010，10，1063-1069.]。而一些金属具有很好的可逆的氧化还原性质，因此包含这些金属元素的聚合物是一种新型的、有研究价值的功能材料[A.S.Abd-El-Aziz，S.S.Dalgakiran，L.Bichler，Novelsynthesisandelectropolymerizationofmetallo-conjugatedthiophenederivatives，EuropeanPolymerJournal.，2012，48，1901-1913]。而且含有过渡金属的聚合物材料通常具有氧化还原性、磁性、或者催化性能[W.W.Yeung，Luminescentorganometallicpoly(aryleneethynylene)s：functionalpropertiestowardsimplicationsinmolecularoptoelectronics，DaltonTrans.，2007，40，4495-4510.]。

Friebe等用电聚合的方法合成了含有2，6-二喹啉-8-吡啶钌(II)聚噻吩化合物，研究了不同比例的钌(II)-噻吩对其在电化学、导电率及其光学性能方面的影响。研究发现，随着钌(II)比率的增加，聚合物的可逆开关控制的导电率增大，可达到10^-5S/cm[C.Friebe，M.Jager，U.S.Schubert，Emittingelectrodecoatingswithredox-switchableconductivity：incorporationofruthenium(II)-2，6-di(quinolin-8-yl)pyridinecomplexesintopolythiophenebyelectropolymerization，RSCAdv.，2013，3，11686-11690]。因此，含有噻吩基单核钌配合物的聚合薄膜具有很广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的是在铟-锡氧化物(ITO)导电玻璃上通过电化学的方法制备薄膜，该薄膜的稳定性较好，且形成的薄膜具有较大的光电响应及整流性质。

本发明的技术方案如下：

本发明所提供的含噻吩基单核钌配合物电聚合薄膜，是将钌配合物溶于0.1M四丁基六氟合磷酸铵的CH₂Cl₂溶液中，通过电化学的方法将钌配合物沉积到工作电极表面，通过扫描不同的圈数聚合形成具有不同厚度的聚合薄膜，所述单核钌配合物的由阳离子部分和阴离子(抗衡离子)部分组成，其中阳离子部分为[Ru(bpy)₂L]²⁺，阴离子部分为无机盐阴离子ClO₄^-，配体L的结构如下式所示：

具体地，单核钌配合物的分子式为[Ru(bpy)₂L](ClO₄)₂，结构如下式所示：

上述单核钌配合物蒸发膜电极的制备方法，包括：将钌配合物溶于0.1M四丁基六氟合磷酸铵的二氯甲烷溶液中，钌配合物的浓度为1mM，以ITO导电玻璃为工作电极，铂电极为对电极，银丝为参比电极，向溶液中通15分钟N₂，结束之后，以扫速为50mV/s，分别扫10圈，20圈，30圈，40圈，50圈，即得到聚合不同圈数的薄膜。

本发明还提供上述单核钌配合物聚合薄膜的电化学及光电化学性质。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：