[發(fā)明專利]蝶烯類有機(jī)納米材料及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310145424.2
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103214340A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃維;解令海;楊蘇慧;林宗瓊;石乃恩;儀明東
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: C07C13/64
• 分類號: C07C13/64;C07C50/22;B82Y30/00;B82Y40/00;C09D11/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于納米技術(shù)領(lǐng)域，涉及制備及調(diào)控蝶烯類分子的納米形貌及其在光電器件上的應(yīng)用。

背景技術(shù)

近年來，基于有機(jī)小分子的納米材料吸引了廣泛的注意，納米晶體材料是指由極細(xì)晶粒組成,?特征維度尺寸在納米量級(1～100?nm)?的固態(tài)材料。由于極細(xì)的晶粒,?以及大量處于晶界和晶粒內(nèi)缺陷的中心原子具有的量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)等,納米晶體材料與同組成的微米晶體材料相比,?在催化、光學(xué)、磁性、力學(xué)等方面具有許多奇異的性能,?目前這些獨特的光學(xué)及電學(xué)性能等可能賦予了它們在納米尺度的器件方面的新的應(yīng)用，如光電二極管，場效應(yīng)晶體管，有機(jī)電存儲器等。

有機(jī)納米自組裝結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了從零維到一維再到二維甚至三維的發(fā)展，前三種維度的納米結(jié)構(gòu)均已得到廣泛的研究，這些研究經(jīng)歷了一系列的過程：從納米粒子的制備到自組裝納米結(jié)構(gòu)的生成再到調(diào)控出尺寸均一的形貌。有機(jī)納米結(jié)構(gòu)一般通過較弱的超分子相互作用結(jié)合在一起，這樣的自組裝行為易受到環(huán)境因素的影響而導(dǎo)致形貌尺寸的較大變化，如化合物總體濃度、溶劑比例、表面活性劑種類及濃度和溫度等。目前，形貌及尺寸規(guī)整可控的納米晶體的合成是十分引人注意的納米材料研究領(lǐng)域，因為納米材料的性能很大程度上受到形貌及分子結(jié)構(gòu)等因素的影響，因此，對于納米形貌的調(diào)控是這些納米材料能夠得到應(yīng)用的一個關(guān)鍵問題。

三維的納米結(jié)構(gòu)的研究方興未艾，但其有別于其它結(jié)構(gòu)的獨特構(gòu)型預(yù)示著其可能含有的特殊的光電及物理性能也許更好地應(yīng)用于納米尺度的光電器件上。目前，前面有機(jī)分子構(gòu)筑基元多為平面型結(jié)構(gòu)，最近發(fā)現(xiàn)非平面三維分子進(jìn)入有機(jī)納米時，有利于形成特殊納米結(jié)構(gòu)形狀、結(jié)構(gòu)均一規(guī)整等優(yōu)點。其中疊烯分子結(jié)構(gòu)單元仍沒有報道相關(guān)的納米結(jié)構(gòu)表征，其三維結(jié)構(gòu)有利于形成孔結(jié)構(gòu)。因此，在本發(fā)明中，我們探索了一系列蝶烯類分子的納米結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提供幾種蝶烯類有機(jī)納米結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一目的是提供基于蝶烯分子類的納米結(jié)構(gòu)懸浮液及其各類納米結(jié)構(gòu)制備方法，具體涉及：將蝶烯類分子溶解于良溶劑，加入到含表面活性劑的溶液中，經(jīng)過重沉淀過程制備納米懸浮液，其納米結(jié)構(gòu)可以通過控制分子結(jié)構(gòu)與制備條件來實現(xiàn)調(diào)控。

????技術(shù)方案：??本發(fā)明的蝶烯類有機(jī)納米材料中，蝶烯分子是含三疊烯單元的

結(jié)構(gòu)的化合物，具體如下：

。

在蝶烯有機(jī)納米材料加有表面活性劑，所述的表面活性劑為以下材料之一：

陽離子型：十六烷基三甲基溴化銨(?CTAB)和十二烷基三甲基溴化銨(?DTAB)甲基三辛基氯化銨?(?Aliquat?336)；

陰離子型：十二烷基硫酸鈉?SDS十二烷基苯磺酸鈉(?SDBS)十二烷基羧酸鈉二、?十四、?十六、?十八、?二十、?二十二烷基溴化銨；

????非離子型：?OP?–?10壬基酚聚氧乙烯醚?trixon?-?100、?聚氧乙烯(9)?醚(NP9)?–聚丙烯酰胺。

這種有機(jī)納米材料是一維納米棒或線、二維納米片或三維納米多面體，其中納米棒的直徑為100到150納米，長度在10到20微米；納米片為平行四邊形，厚度在100到200納米，面積在0.2到0.25平方微米；三維納米多面體為十面體結(jié)構(gòu)，長度在1.5到2微米。

蝶烯類有機(jī)納米材料的制備方法如下：

1）配置濃度在0.01-20?mg/ml范圍內(nèi)的表面活性劑溶液；

2）將蝶烯完全溶解在四氫呋喃溶液中，勻速將溶液在攪拌的情況下滴加到表面活性劑溶液中，然后進(jìn)行攪拌；

3）放置1小時到7天之后樣品經(jīng)反復(fù)離心清洗處理以除去表面活性劑,?離心轉(zhuǎn)速為5000-10000?rpm，時間1-60?min，即得到蝶烯類有機(jī)納米材料。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下突出優(yōu)點：

（1）該方法可以在室溫下進(jìn)行，操作簡單，條件易控，重復(fù)性好。

（2）本發(fā)明中制備納米結(jié)構(gòu)規(guī)整，實現(xiàn)了一維、二維和三維可控，納米尺度實現(xiàn)從50?納米到20微米大小可調(diào)。

（3）納米懸浮液是水溶性的，可以作為旋涂、噴墨打印、印刷用的環(huán)境友好墨水。

具體實施方式

本發(fā)明所提供的蝶烯類納米結(jié)構(gòu)規(guī)整，包括一種高度對稱的十面體結(jié)構(gòu)，尺寸約1.5微米；一種平行四邊形的結(jié)構(gòu)，長度約800?nm，厚度約100?nm以及一種納米線結(jié)構(gòu)，線長約20微米。