[发明专利]二茂铁与菲咯啉衍生物的共轭聚合物及其聚合方法和应用

说明书

本发明提供了一种式(I)所示的共轭聚合物，其制备方法为：惰性气体保护下，将式(III)所示的化合物和式(IV)所示的化合物溶于有机溶剂中，加入碱性物质、钯催化剂、磷配体，在20～150℃下反应12～120h，之后反应液经后处理得到目标产物；该共轭聚合物可应用于制备作为有机发光材料、光敏剂或催化剂；

技术领域

本发明属于新材料技术领域，具体涉及二茂铁与带双官能团的菲咯啉衍生物的共轭聚合物及其聚合方法和在有机发光材料、光催化体系中的应用。

背景技术

目前，人类赖以生存和发展的能源仍以石油、煤炭和天然气等化石能源为主，而这些化石能源都属于不可再生资源。并且其利用过程中所产生的污染也会带来严重的环境问题。从节约能源和资源，保护生态环境的角度出发，利用清洁可再生的太阳能光催化分解水制取氢气，用氢能代替化石能源是解决能源与环境问题的理想途径，而在光催化分解水制氢的过程中，开发高性能的光能转换材料(又称光催化剂)则成为太阳能利用的关键材料。

用作光催化剂的材料主要以无机金属氧化物、硫化物、氮化物为主，其中心的金属离子通常具有d⁰和d¹⁰的电子结构。但因为其结构和性能难以在分子水平上进行系统的调整，因而限制了无机金属光催化剂物理化学性能的调节。并且，这一类的光催化剂通常需要加入贵金属，以增强空穴中载流子的转移，从而提高光催化性能。

共轭聚合物因为其具有离域的π-系统，所以在许多情况下，共轭材料可以吸收可见光，这特性使其可有效的用于有机发光材料和光催化体系。本发明旨在用二茂铁与菲咯啉衍生物合成一种具有π-共轭体系的聚合物，并将其用于光催化体系。

发明内容

本发明目的是提供一种新型的共轭聚合物，同时提供其制备方法，以及在有机发光材料、光催化体系中的应用。

本发明采用的技术方案如下：

一种共轭聚合物，其分子结构为如下式(I)所示：

式(I)中，

R₁为氢、苯基、C1～C12烷基取代苯基、萘、噻吩、呋喃或噻吩并[3,2-b]噻吩；R₂和R₃各为氢、苯基、C1～C12烷基；优选R₁为苯基或噻吩，R₂、R₃为氢。

最优选的，本发明所述的共轭聚合物中，R₁为苯基，且R₁取代在菲咯啉的4,7位，聚合位点在菲咯啉的2,9位，即式(II)所示的聚合物：

本发明还提供了一种所述式(I)所示的共轭聚合物的制备方法，所述的制备方法为：

惰性气体保护下，将式(III)所示的化合物和式(IV)所示的化合物溶于有机溶剂中，加入碱性物质、钯催化剂、磷配体，在20～150℃下反应12～120h，之后反应液经后处理得到目标产物；

式(III)中，X为卤素或磺酸酯；

本发明所述的制备方法中，

所述式(IV)所示的化合物与式(III)所示的化合物、碱性物质的投料物质的量之比为1：1～20：1～100，优选1：1～5：3～10，特别优选1：2：3；

所述有机溶剂的体积用量以式(III)所示的化合物的质量计为1～1000mL/g，优选10～50mL/g；

所述的碱性物质为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸铯、碳酸钾、碳酸钠、氢化钠、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、磷酸钾中的一种或者两种以上任意比例的混合物，优选为碳酸钾；