专利名称：苝酰亚胺衍生物薄膜的制备方法
技术领域：
本发明涉及的是一种光电材料领域的制备方法，具体是一种茈酰亚胺衍生物 (PDI)薄膜的制备方法。
背景技术：
茈酰亚胺类化合物是一类分子结构上具有大平面及大π电子共轭体系的化合 物。自从Friedlander在1913年合成了茈酰亚胺化合物以来，茈类衍生物由于其优异的 染色性能，稳定性和耐光牢度，在相当长时间内一直作为染料用于棉纤维和织物的染色。随 后，由于其具有优越的化学、热和光稳定性，以及宽的吸收光谱、高的荧光量子产率和电荷 传导能力等特点而广泛应用于有机光导材料、有机电致发光材料、太阳能电池和分子开关 等领域。在光电材料领域的应用，大多数都需要制备性能优异的薄膜。目前在实际生产中 广泛应用的薄膜制备方法有旋涂、印刷涂膜、滚轮涂膜法等，这些方法均需要化合物在普通 溶剂中具有良好的溶解性。但是茈酰亚胺化合物由于其分子刚性，在一般的有机溶剂中溶 解度均很小，这就增加了其广泛应用的难度。因此开发一种简单而价廉的茈酰亚胺衍生物 薄膜的制备方法对其实际应用意义重大。已经报道的茈酰亚胺类化合物薄膜的制备方法有以下三种(1)蒸镀法，如 S. Erten等在“基于茈酰亚胺和茈二苯并咪唑的给体-受体异质结太阳能电池”(The European Physical Journal =Applied Physics，2007，36，225-229)中的报道；(2)自组装 法，如Ping Yan等在“自组装的茈酰亚胺纳米纤维”(Journal of Physical Chemistry B， 2005，109，724-730)和Sheng-Gao Liu等在“自组装液晶茈酰亚胺薄膜光谱性质，结晶性 和分子方向”(Journal of Physical ChemistryB, 2002,106,1307-1315)中的报道；(3)电 沉积法，如汪茫研究组在“基于嵌入介孔硅中的茈酰亚胺的异质结”(Thin Solid Films, 2008，516，4272-4276)和在“一种应用于光导装置的茈酰亚胺衍生物的完整有序纳米阵 列”(Nanotechnology，2008，19，055604)中的报道。但是以上三种方法各有其缺点。蒸镀法虽然能够得到高纯度高质量的有机薄膜， 但是其操作复杂，且能耗、成本均很高，不适于大面积的工业生产。自组装法往往能够得到 有序形貌的薄膜，这对提高薄膜电荷传导能力进而提高器件性能很重要，但是从报道的大 量文献可以看到这种方法首先是要合成高溶解性的茈酰亚胺衍生物，这也限制了其灵活应 用。电沉积法是一种操作简单，低成本的薄膜制备方法，且可以通过调节电解液浓度、沉积 电压、沉积电流、时间、温度等条件方便灵活的改变薄膜厚度、形貌等特征。如汪茫研究组报 道的通过在茈酰亚胺衍生物的有机混合液中加入三氟乙酸，使茈酰亚胺衍生物质子化生成 带正电荷的自由离子，在直流电压条件下电泳到负电极并沉积行成薄膜。但是由于所使用 的三氟乙酸具有氧化性，对金属负电极具有腐蚀性，这对以金属片为基底制备茈酰亚胺衍 生物薄膜有一定的限制，并且不适合于沉积在某些易被还原而不能做负电极的基底上。另 外，从文献报道的电沉积条件来看，需要在较高的沉积电压下，如30 60V下才可以得到薄 膜，这对于实际生产来说不具备低能耗的要求。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种茈酰亚胺衍生物薄膜的制备方 法，用水合胼取代三氟乙酸，采用正电极沉积法。在0. 5V 5V的低电压、0. 02mA 5mA的 低电流以及相对较短的沉积时间下制备得到了致密均勻的薄膜。且通过改变茈酰亚胺衍生 物的结构和配比，制备出了各种吸收范围的复合薄膜。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤第一步、将一种或两种茈酰亚胺衍生物分散于盛有DMF有机溶剂的反应器皿中， 配置得到浓度为10_5mOl/L IO-1HioVL的有机悬浮液。所述的茈酰亚胺衍生物的结构式为
权利要求
一种苝酰亚胺衍生物薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤第一步、将一种或两种苝酰亚胺衍生物分散于盛有DMF有机溶剂的反应器皿中，配置得到浓度为105mol/L～10 1mol/L的有机悬浮液；第二步、向反应器皿中加入水合肼后经超声分散或机械搅拌得到电解液；第三步、以导电金属片或导电玻璃为正极，以铂片为负极，将正负极置于电解液中，通过恒电压或恒电流进行电沉积，在正电极得到沉积薄膜；第四步、将沉积薄膜先置于密闭容器中进行2～10h的自然干燥，然后在50℃～100℃下进行2～10h真空干燥，分别得到苝酰亚胺衍生物薄膜。
2.根据权利要求1所述的茈酰亚胺衍生物薄膜的制备方法，其特征是，所述的茈酰亚 胺衍生物的结构式为
3.根据权利要求1所述的茈酰亚胺衍生物薄膜的制备方法，其特征是，所述的水合胼 占有机混合液的含量为105mol/L lOmol/L。
4.根据权利要求1所述的茈酰亚胺衍生物薄膜的制备方法，其特征是，所述的超声分 散或机械搅拌的时间为0. 5h 2h。
5.根据权利要求1所述的茈酰亚胺衍生物薄膜的制备方法，其特征是，所述的导电金 属片、导电玻璃和钼片首先经过洗涤剂和水清洗，再依次通过乙醇、丙酮超声清洗，然后真 空干燥Ih。
6.根据权利要求1所述的茈酰亚胺衍生物薄膜的制备方法，其特征是，所述的正负极， 其大小为IcmX 2cm或2cmX 2. 5cm,间距为5mm 30mm。
7.根据权利要求1所述的茈酰亚胺衍生物薄膜的制备方法，其特征是，所述的恒电压 是指在正负电极间施加0. 5V 5V的直流电压，恒电流是指在正负电极间施加0. 02mA 5mA的直流电流。
8.根据权利要求1所述的茈酰亚胺衍生物薄膜的制备方法，其特征是，所述的电沉积， 其时间为2s 20min，温度为-30°C 70°C。
全文摘要
一种光电材料技术领域的苝酰亚胺衍生物薄膜的制备方法，用水合肼取代三氟乙酸，采用正电极沉积法。在0.5V～5V的低电压、0.02mA～5mA的低电流以及相对较短的沉积时间下制备得到了致密均匀的薄膜。且通过改变苝酰亚胺衍生物的结构和配比，制备出了各种吸收范围的复合薄膜。
文档编号C25B3/04GK101949026SQ201010503979
公开日2011年1月19日 申请日期2010年10月12日 优先权日2010年10月12日
发明者刘燕刚, 张佳, 张青, 朱园园, 盛巧荣, 薛敏钊, 钱凌峰, 马宁 申请人:上海交通大学