[發明專利]聚3,4-雙乙基羥基噻吩氣敏材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110240134.7
• 申請日: 2011-08-22
• 公開（公告）號: CN102432845A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 杜曉松;黃嘉;王曉杰;蔣亞東
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: C08G61/12
• 分類號: C08G61/12
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 葛啟函

技術領域

本發明屬于有機電子材料技術領域，涉及氣體敏感材料，具體指一種聚噻吩衍生物氣敏材料及其制備方法。?

背景技術

導電聚合物主要有聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)和聚噻吩(PTH)，是一類常用的氣敏材料，廣泛用于探測各種無機和有機揮發性氣體(VOC)，如NH₃、NO_x、H₂S、HCl、CO、H₂、O₃、CO₂、CHCl₃、CCl₄、甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇、丙酮、苯、甲苯、乙苯、二甲苯、甲醛、乙醛、二乙醚、醋酸、三甲胺等。但該類材料用于探測化學戰劑的報道很少，原因在于現有導電聚合物材料的靈敏度不夠，無法滿足對神經毒氣、芥子氣等的探測要求。據文獻Collins?G?E，Buckley?L?J.Conductive?polymer-coated?fabrics?for?chemical?sensing.Synthetic?metal，1996，78：93-101報道，在聚苯胺和聚吡咯中，聚吡咯對神經毒氣的模擬劑甲基磷酸二甲酯(DMMP)的靈敏度最高，但對于28ppm?DMMP傳感器的電阻變化僅有-0.40％，最小探測極限只有數ppm。文獻Khalil?S，Bansal?L，El-SherifM，Intrinsic?fiber?optic?chemical?sensor?for?the?detection?of?dimethyl?methylphosphonate，Opt.Eng.2004，43：2683-2688報道了一種以PPy作為包層的光纖傳感器，對134ppm的DMMP的響應為20mV，最小探測極限在10ppm以上。在文獻中，還沒有關于聚噻吩及其衍生物用于神經毒氣測量的報道。?

發明內容

本發明提供一種聚3，4-雙乙基羥基噻吩氣敏材料及其制備方法，所述聚3，4-雙乙基羥基噻吩氣敏材料的主體材料為聚3，4-雙乙基羥基噻吩。本發明通過簡單的格式反應將有機磷敏感官能團-乙基羥基引入噻吩單體，通過氧化聚合反應得到了一類支鏈含有乙基羥基的噻吩類有機磷敏感聚合物材料。由于在噻吩中引入了羥基，使得本發明的聚合物敏感材料可以對神經毒氣及其模擬劑產生選擇性吸附，增強了敏感材料的靈敏度和選擇性。?

所要解決的技術問題是如何提供一種改性的聚噻吩氣敏材料及其制備方法，以提高聚噻吩類材料對神經毒氣的靈敏度和選擇性。?

本發明技術方案為：?

聚3，4-雙乙基羥基噻吩氣敏材料，其主體材料為聚3，4-雙乙基羥基噻吩，是一種低聚合度的、黃綠色液體，分子結構式為：?

聚3，4-雙乙基羥基噻吩氣敏材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：?

步驟1：3，4-二溴化鎂噻吩單體的制備；?

采用鎂粉與3，4-二溴噻吩進行回流攪拌反應，得到3，4-二溴化鎂噻吩單體；反應式為：?

步驟2：3，4-雙乙基羥基噻吩單體的制備；?

采用環氧乙烷與步驟1所得3，4-二溴化鎂噻吩單體的格氏試劑在酸性條件下進行回流反應，生成淡黃色液體-即3，4-雙乙基羥基噻吩單體，反應式為：?

然后采用CH₂Cl₂對3，4-雙乙基羥基噻吩單體進行萃取提純；?

步驟3：氧化聚合；?

將經步驟2萃取提純后的3，4-雙乙基羥基噻吩單體滴加到三氯化鐵的三氯甲烷溶液中，室溫下氧化聚合，最終得到黃綠色液體-即聚3，4-雙乙基羥基噻吩；其中聚合反應的反應式為：?

本發明技術方案的進一步描述為：?

1、步驟1中鎂粉與3，4-二溴噻吩的摩爾比大于2；鎂粉與3，4-二溴噻吩的回流攪拌反應?是在氮氣保護下反應6～10小時。?

2、步驟2制備3，4-雙乙基羥基噻吩單體時，所述環氧乙烷與3，4-二溴化鎂噻吩單體的摩爾比大于2；首先將環氧乙烷加入到步驟1制備的3，4-二溴化鎂噻吩單體中，在冰水浴下攪拌2～4小時；然后于40℃下回流反應12～16小時，再加入稀鹽酸攪拌1～3小時；最后用CH₂Cl₂萃取提純，得到黃綠色液體-即聚3，4-雙乙基羥基噻吩。?