[发明专利]聚(3;6-二噻吩基吡咯并[3;4-c]吡咯-1;4-二酮)的电化学合成方法

说明书

本发明公开了聚(3,6‑二噻吩基吡咯并[3,4‑c]吡咯‑1,4‑二酮)的电化学合成方法。该方法是在含有TFA的BFEE体系中通过恒电位法成功制备了PTH‑DPP膜。本发明提供的合成方法能够有效减少聚合反应中副反应的发生，所得TH‑DPP的柔韧性良好，导电性极佳，制备方法简单，利于工业生产。

技术领域

本发明涉及聚(3,6-二噻吩基吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮)的电化学合成方法。

背景技术

自1977年首个导电聚合物(聚乙炔)被合成以来,导电聚合物的研究取得了长足进展。导电聚合物因具有良好的氧化还原活性、光学性质和热稳定性，由于其独特的结构和物理化学性质从而得到了广泛的应用，其制备和性能研究逐渐成为有机功能材料的研究热点。新型高性能导电聚合物的合成也逐渐成为导电高分子的研究热点之一，通过改变电化学聚合过程中的导电介质可以引起聚合物单体的聚合环境改变,不同的导电介质中聚合物单体的聚合电位、掺杂离子的不同,使制备的聚合物的物理状态和化学性能也存在差异。因此，寻找新品种导电聚合物，并且探索更利于电化学聚合的电解质体系是调控导电聚合物性能的重要手段。

3,6-二噻吩基吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮(TH-DPP)结构中吡咯并吡咯二酮结构为受电子基团，两个噻吩基团为供电子基团，结构如式Ⅰ所示，TH-DPP为供体-受体型单体，本发明预利用该结构单体制备导电聚合物聚(3,6-二噻吩基吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮)(PTH-DPP)，发明人起初发现，现有技术中常用的电解质体系难以使其聚合物，即使能够形成聚合物，其循环伏安曲线也并不明显，此外，随着循环伏扫描圈数的增加，并没有发现明显的氧化还原峰，表明仅生成了少量的电聚合物，电聚合物的各种电化学特性不佳，更加无法分析TH-DPP单体的聚合机理，甚至一度放弃了导电聚合物PTH-DPP的电化学合成，然而随着试验的进行，发明人惊喜的发现，选择合适的电解质体系-含三氟乙酸(TFA)的三氟化硼乙醚(BFEE)体系，更容易合成导电聚合物PTH-DPP，并且合成的导电聚合物PTH-DPP电化学活性更佳，同时能够研究和分析TH-DPP单体的聚合机理和表面形态。因此，提供一种合适的聚(3,6-二噻吩基吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮)的电化学合成方法具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提出聚(3,6-二噻吩基吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮)的电化学合成方法。本发明提供的合成方法，能够更容易合成导电聚合物PTH-DPP，并且合成的导电聚合物PTH-DPP电化学活性更佳，同时能够研究和分析TH-DPP单体的聚合机理和表面形态。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

聚(3,6-二噻吩基吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮)的电化学合成方法，具体包括以下步骤：

(1.1)将单体3,6-二噻吩基吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮(TH-DPP)溶于含30vol％三氟乙酸(TFA)的三氟化硼乙醚(BFEE)电解质溶液中，搅拌均匀后，制备出含有TH-DPP单体的电化学溶液；

(1.2)将制备好的电化学溶液置于三电极电解池中并与电化学分析仪连接组成的电化学反应装置中，所述电化学反应装置以Ag/AgCl为参比电极，以不锈钢片为对电极，，ITO导电玻璃为工作电极，向溶液中通入惰性气体，采用恒电压进行电解聚合，将导电聚合物聚(3,6-二噻吩基吡咯并[3,4-c]吡咯-1,4-二酮)(PTH-DPP)沉积在ITO导电玻璃表面上，电解聚合完成后得到PTH-DPP膜。

作为优选，电解聚合的电压为1.35-1.75V；电解聚合的时间为60-100s。

作为优选，通入惰性气体的时间为5-10min，并且电解聚合需要一直保持一定的惰性气体压力。