[發明專利]聚乙撐二氧噻吩納米管陣列及管內獨站立納米線薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310287207.7
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103343372A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 張延宗;鐘建丹;李金鑫;劉藝豪;鄧仕槐;沈飛;楊剛;張小洪;李黎;李遠偉
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: C25D9/02
• 分類號: C25D9/02;C25D11/26
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰;吳彥峰

1.一種聚乙撐二氧噻吩納米管陣列及管內獨站立納米線薄膜，其特征在于：該薄膜為具有整齊有序且按陣列排列的納米孔的聚乙撐二氧噻吩，且所述納米孔內有獨立站立聚乙撐二氧噻吩納米線，所述薄膜透明且不溶于水。

2.如權利要求1所述的聚乙撐二氧噻吩納米管陣列及管內獨站立納米線薄膜，其特征在于：所述納米孔內徑40-130nm，相鄰孔的孔壁間的間距10-30nm。

3.如權利要求2所述的聚乙撐二氧噻吩納米管陣列及管內獨站立納米線薄膜，其特征在于：所述納米孔內徑60-120nm，相鄰孔的孔壁間的間距10-20nm。?

4.如權利要求3所述的聚乙撐二氧噻吩納米管陣列及管內獨站立納米線薄膜，其特征在于：所述納米孔內徑60-90nm，相鄰孔的孔壁間的間距15-20nm。

5.一種權利要求1至4中任一權利要求中所述的聚乙撐二氧噻吩納米管陣列及管內獨站立納米線薄膜的制備方法，其特征在于依次包括以下步驟：

（1）以經預處理后的鈦片或鈦絲網為陽極，石墨棒為陰極，以離子液體和水為電解液，其中水的質量比為1%-10%，余者為離子液體，在20-100V恒定電壓陽極氧化，反應0.5h-3h后，清洗并去除鈦基底上面的氧化膜，所述離子液體為水溶性的四氟硼酸鹽、三氟甲磺酸鹽和三氟乙酸鹽之一；

（2）?與（1）步相同條件下進行二次陽極氧化，清洗干燥后400-600℃煅燒得到內徑20-80nm，壁厚20-50nm，管與管的間距10-30nm，管長大于500nm的獨立分離的TiO₂納米管陣列；

（3）?以（2）步得到的獨立分離的TiO₂納米管陣列為陽極，鉑絲為陰極，在0.1-5mM的3,4-乙撐二氧噻吩和0.1-5mM十二烷基硫酸鈉水溶液中進行恒電位或恒電流電聚合，得到在TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料，所述恒電位電聚合是指：控制10-50V電聚合電位，所述恒電流電聚合是指：5-50mA電聚合脈沖電流，恒電流脈沖電流模式：陽極電流100-500ms，陰極電流50-500ms，休止電流5-200ms；

（4）用氫氟酸去除（3）步得到的復合材料中的獨立分離的TiO₂納米管陣列，得到具有整齊有序且按陣列排列的納米孔的聚乙撐二氧噻吩，且所述納米孔內有獨立站立聚乙撐二氧噻吩納米線，所述薄膜透明且不溶于水。

6.如權利要求5所述的聚乙撐二氧噻吩納米管陣列及管內獨站立納米線薄膜制備方法，其特征在于依次包括以下步驟：

（1）?以經預處理后的鈦片或鈦絲網為陽極，石墨棒為陰極，以離子液體和水為電解液，其中水的質量比為1%-5%，余者為離子液體，在40-80V恒定電壓陽極氧化，反應0.5h-2h后，清洗并去除鈦基底上面的氧化膜，所述離子液體為水溶性1,3二甲基咪唑四氟硼酸鹽、1,3二甲基咪唑三氟乙酸鹽、N-丁基吡啶三氟甲磺酸鹽之一；

（2）?與（1）步相同條件下進行二次陽極氧化，清洗干燥后500-600℃煅燒得到納米管內徑40-80nm，壁厚20-40nm，管與管的間距10-20nm，管長大于500nm的獨立分離的TiO₂納米管陣列；

（3）?以（2）步得到的獨立分離的TiO₂納米管陣列為陽極，鉑絲為陰極，在0.6-3mM的3,4-乙撐二氧噻吩和1-5mM十二烷基硫酸鈉水溶液中進行恒電位或恒電流電聚合，得到在TiO₂納米管陣列管內外空間填充聚乙撐二氧噻吩的復合材料，所述恒電位電聚合是指：控制10-25V電聚合電位，所述恒電流電聚合是指：5-25mA電聚合脈沖電流，恒電流脈沖電流模式：陽極電流100-250ms，陰極電流50-250ms，休止電流5-100ms；

（4）用氫氟酸去除（3）步得到的復合材料中的獨立分離的TiO₂納米管陣列，得到具有整齊有序且按陣列排列的納米孔的聚乙撐二氧噻吩，且所述納米孔內有獨立站立聚乙撐二氧噻吩納米線，所述薄膜透明且不溶于水。

7.如權利要求5或6所述的聚乙撐二氧噻吩納米管陣列及管內獨站立納米線薄膜制備方法，其特征在于：所述氫氟酸體積百分比濃度10-30%。

8.權利要求1至4中任一權利要求中所述的聚乙撐二氧噻吩納米管陣列及管內獨站立納米線薄膜的應用，其特征在于：作為透明電極材料，在有機薄膜太陽能電池、抗靜電涂層、有機光電子、電致變色、固體電解電容器領域的應用。