[發明專利]一種吡咯寡聚體及其應用

有效

• 申請號: 201810163023.2
• 申請日: 2018-02-27
• 公開（公告）號: CN108470597B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 班青;蓋利剛;郭秀梅
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: H01B1/12
• 分類號: H01B1/12;H01G11/48;H01M4/60;C08G73/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種導電聚合物寡聚體及其應用，屬于導電聚合物制備技術領域。吡咯寡聚體，其特征在于，重均分子量(M_w)為522~912；分子量分布系數為1.1~1.3；對應含有8~14個吡咯環的寡聚體。本發明還提供碳材料/吡咯寡聚體復合物，吡咯寡聚體沉積于碳材料表面。所述吡咯寡聚體的用途，用于電化學儲能材料。本發明還提供碳材料/吡咯寡聚體復合物的用途，用作離子電池、超級電容器的電極材料。本發明所制備的吡咯寡聚體具有更高的電荷載流子密度，這有利于其在電化學儲能領域中的應用。

技術領域

本發明涉及一種導電聚合物寡聚體及其應用，屬于導電聚合物制備技術領域。

背景技術

導電聚合物又稱為導電高分子，是一類具有大π共軛體系分子骨架、經化學或電化學摻雜能使其由絕緣體轉變為導體的高分子材料。常見的導電聚合物有聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和聚乙炔。

以五元芳雜環分子（吡咯、苯胺、噻吩）為單體，通過化學或電化學氧化聚合反應而獲得的聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩，具有容易合成、電導率高、環境友好和生物相容性的優點（J. Phys. Chem. C, 2009, 113, 21586-21595.），在能量儲存與轉換、微波吸收、靜電防護、金屬離子分離、有機光伏器件、氣敏傳感及生物組織工程等領域獲得了廣泛的研究與應用（Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 6684-6696; RSC Adv., 2015, 5, 37553-37567; J.Mater. Chem. A, 2016, 4, 19060-19069; J. Polym. Sci. B, 2012, 50, 1329-1351.）。但該類導電聚合物具有難溶解、難以加工成膜的缺點（Macromolecules, 2009,42, 8129-8137），這限制了它們在某些領域（如能量儲存與轉換、微波吸收、靜電防護、有機光伏器件等）的應用。

導電聚合物難以溶解的原因歸于聚合物鏈間的π?π堆積（Macromolecules, 2009,42, 8129-8137）。從聚合物聚合度角度看，聚合度越高、分子量越大，則聚合物的溶解性越差。從這一點上講，合成導電聚合物的寡聚體，有利于提高導電聚合物的溶解性。另外，導電聚合物寡聚體具有區別于傳統高分子量導電聚合物的獨特的非線性光學性能（Adv.Mater., 2007, 19, 173-191.）。因此，合成導電聚合物寡聚體，具有重要的科學意義和應用價值。然而，有關導電聚合物的合成研究，現有文獻主要集中于傳統高分子量的導電聚合物領域。

傳統高分子量的導電聚合物的合成方法，可以分為兩類：一類是以溶液為反應介質的化學氧化聚合和電化學氧化聚合法（Chem. Soc. Rev., 2015, 44, 6684-6696.），簡稱溶液法；另一類是化學氣相沉積法（J. Polym. Sci. B, 2012, 50, 1329-1351.）。兩種方法各有優缺點：前者的優點在于，單體聚合反應時間短、便于實現顆粒形貌的控制合成、產物的導電性較好；缺點在于，產物難以溶解于常規有機溶劑、不容易獲得導電聚合物膜、溶液后處理較為麻煩；后者的優點在于，單體在聚合反應過程中無溶劑、可以在無需導電聚合物溶解的情況下實現在任何基材表面沉積一層導電聚合物膜；缺點在于，在基材表面鍍膜之前，需要先涂覆一層氧化劑膜，反應結束后，需要通過清洗除去氧化劑。