[發明專利]表面功能化納米微粒及其聚合物納米復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 200810051020.6
• 申請日: 2008-07-16
• 公開（公告）號: CN101343536A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 呂長利;高俊芳;史永利
• 申請（專利權）人: 東北師范大學
• 主分類號: C09K11/02
• 分類號: C09K11/02;G01N33/52;C08L33/04;C08L33/26;C08L75/04;C08K9/04;C08J5/18;C08F20/06;C08F20/32;C08F20/10;C08F2/44;C08G18/08;C08F20/54;C08F12/08
• 代理公司: 長春市東師專利事務所
• 代理人: 劉延軍;李榮武

技術領域

本發明涉及納米微粒的表面功能化及其透明聚合物納米復合材料的制備方法。具體是指用含氮功能有機小分子或聚合物通過配體交換或直接原位修飾的方法對納米微粒的表面進行功能化，以及通過溶液共混法和原位本體聚合法將功能化的納米微粒與聚合物復合制備透明納米復合材料。

背景技術

無機半導體納米粒子的量子尺寸效應導致納米材料不同于本體材料的化學、物理、光學和磁學等特性。特別是其發光性質強烈地依賴于微粒的尺寸大小，這就為調控無機半導體微粒發光性質提供了有效途徑。半導體粒子的發光性質還受其摻雜態和表面態性質的影響。當前，這些功能性半導體納米微粒的研究主要集中在繼續探索各種合成方法以改善其發光質量和對其形態控制，同時探索其在光、電器件構造方面的應用。通過表面工程實現功能分子對納米微粒的功能化，從而對微粒的光學性質進行調控是當前這一領域發展的重要方向之一。這種方法可集小分子和熒光納米粒子的功能于一體，為新型功能納米微粒的構筑提供新途徑。這方面的研究國內外大都集中在同生物分子的相互作用的研究上，僅有為數不多的報導涉及光性質調控方面的研究(J.Am.Chem.Soc.，2006，128，9288；J.Am.Chem.Soc.，2003，125，7174；Chem.Phys.Lett.，2005，413，311；Chem.Mater.，2006，18，1275)。然而，一些具有重要光電應用的含氮雜環功能性小分子配體對半導體納米粒子的功能化研究目前還鮮有報導。如鄰菲羅啉和8-羥基喹啉及其衍生物作為重要的功能小分子配體，與金屬離子具有較強的配位能力，在光電器件的構筑上都具有重要的應用。將這樣的功能分子通過配位作用修飾到半導體納米微粒表面，利用其與微粒表面的原子配位形成配合物，從而在微粒表面實現二次發光，就可望實現二者發光性質的協同作用。最終，通過這樣一種簡單而方便的方法可構造具有獨特光學性質的復合納米微粒。同時，為實現這些功能納米微粒的進一步應用，通過各種先進的復合與組裝技術將其引入聚合物中形成納米復合材料也是同樣重要的，但納米微粒的小尺寸效應和高比表面將導致納米微粒易團聚，致使最終得到的復合材料不透明、光物理性質下降(Adv.Mater.，2006，18，1188；Macromolecules，2007，40，1089；J.Colloid?Interf.Sci.，2008，323，84)。因此如何改善納米微粒與聚合物間的相容性，避免相分離也是當前功能性聚合物納米復合材料研究領域一直要解決的關鍵問題。

發明內容

本發明的目的是提供一類新型含氮小分子功能化的無機納米微粒及其透明聚合物納米復合熒光材料的制備新方法，即通過納米微粒原位生成配位或后配體交換法將功能有機小分子或聚合物鏈通過配位作用接枝到納米微粒的表面構筑復合熒光納米微粒，其關鍵是這些功能分子對復合熒光納米微粒的發光性實現了調控。再通過溶液共混法和原位本體聚合法分別制備功能性納米微粒/聚合物透明薄膜與體相光學材料。這類聚合物材料的光學性質均一、穩定，納米微粒與聚合物之間可以共價鍵的形式存在，材料有較好的穩定性。

本發明包括以下三個步驟：

1.表面功能化熒光納米微粒的制備；

2.有機聚合物單體及聚合物的選擇與合成；

3.復合熒光納米微粒/聚合物透明納米復合材料的制備。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一、合成表面功能化的復合熒光納米微粒：