[發明專利]一種光譜吸收能力強、載流子遷移率高的四苯基卟啉鋅納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 201610030408.2
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105601637B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 王海;楊鎰吉;張俊;趙建紅;王曉燕;于雷鳴;劉穎
• 申請（專利權）人: 昆明學院
• 主分類號: C07D487/22
• 分類號: C07D487/22;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 昆明知道專利事務所(特殊普通合伙企業) 53116
• 代理人: 姜開俠;謝喬良

本發明公開了一種光譜吸收能力強、載流子遷移率高的四苯基卟啉鋅納米材料的制備方法。所述制備方法包括預處理、備料、加熱及生長工序，首先清潔和干燥反應平臺，將四苯基卟啉鋅5~30mg置于管式爐中位于加熱區域的封閉管中，對封閉管墻體抽真空除雜質去水分，按300~500sccm的流量通入載氣，再以1~10℃/min的升溫速度，加熱四苯基卟啉鋅至320~420℃，溫度達標后保溫190~300min，利用載氣引導升華的四苯基卟啉鋅氣體從加熱區域至生長區域，在生長區域中收集四苯基卟啉鋅納米材料。所述方法簡便、高效，能制備出大量均勻具特定形貌結構的四苯基卟啉鋅納米材料，直徑平均在80nm以下，其紫外—可見吸收光譜發生了裂變、紅移，提高和改善了該納米材料的光譜吸收能力和載流子遷移率。

技術領域

本發明屬于納米材料制備技術領域，具體涉及一種光譜吸收能力強、載流子遷移率高的四苯基卟啉鋅納米材料的制備方法。

背景技術

在分子電子學領域中，小尺度的有機分子材料與分子器件的結合、構筑，帶來了越來越多的機遇與挑戰。尤其在有機發光二極管（OLED）、氣體傳感器、有機薄膜晶體管（OTFT）、有機太陽能電池（OSC）等方面。其中，低維有機半導體納米材料由于其優異的光學性質和穩定的化學性質也越來越受到人們的重視。

由于不同的制備方法，四苯基卟啉鋅可以實現結構形貌的可調控，對于其獨特的結構體系和物理性質在納米科學和生物科學領域中有突出的作用。卟啉納米材料的物理化學性質與其形貌結構特征有很大的相關性，目前，已經有混合溶劑法、表面活性劑輔助自組裝（SAS）、離子自組裝、蒸發擴散法等用于制備合成卟啉納米材料，同時表現出多種形貌結構，如：菱形、矩形、螺旋狀和雪花狀等。

對于形貌特殊且制備方法簡單的小尺寸納米材料的制備與組裝，調控其生長過程，是近年來研究納米材料的熱點與難點。而歸根到底最重要的仍是納米材料在制備過程中的可控生長和組裝，實現納米材料的結構可控，從而實現將低維納米材料運用到器件層面上的終極目標。

本發明選擇四苯基卟啉鋅這種性能優異的有機半導體材料作為分析對象，對其物理、化學性能進行研究，采用有機氣相沉積設備通過調控沉積參數，以期簡單大量的獲得小尺寸四苯基卟啉鋅納米材料，簡化四苯基卟啉鋅納米材料的制備過程，降低其生產成本，這對于未來納米電子元器件、化學傳感器及人工光合作用體系的開發應用無疑將起到重要的促進作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種光譜吸收能力強、載流子遷移率高的四苯基卟啉鋅納米材料的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：所述光譜吸收能力強、載流子遷移率高的四苯基卟啉鋅納米材料的制備方法，包括預處理、備料、加熱及生長工序，具體包括：

A、預處理：清潔和干燥反應平臺，去除雜質和水分；

B、備料：將四苯基卟啉鋅源材料5~30mg置于管式爐中位于加熱區域的封閉管中；

C、加熱：引入四苯基卟啉鋅源材料后，對封閉管墻體抽真空，除去雜質和水分；然后按300~500sccm的流量通入載氣，在載氣環境中按照1~10℃/min的升溫速度，加熱四苯基卟啉鋅源材料至320~420℃，達到目標溫度后保溫190~300min，使四苯基卟啉鋅源材料升華為氣體；

D、生長：利用通入的載氣引導升華的四苯基卟啉鋅氣體從加熱區域至生長區域，保溫結束后，在生長區域中收集四苯基卟啉鋅納米材料。

本發明所述納米材料的制備方法與現有技術相比具有下列優點和效果：

（1）所述制備方法以化學性質穩定、結構對稱的平面共軛大環的四苯基卟啉鋅作為源材料，采用有機氣相沉積技術來制備四苯基卟啉鋅納米材料，通過調控沉積參數，例如：源溫度、氣體流量、溫度梯度、襯底材料等，可大量的獲得小尺寸四苯基卟啉鋅納米材料。