[發明專利]紅色熒光雙各向異性導電復合結構膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201810292980.5
• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN109266326A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 王進賢;馬千里;劉靖宇;于文生;田嬌;李丹;宋超;王昕璐;楊銘;劉桂霞
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C09K11/02;D01F1/09;D01F1/10;D01F6/52
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1.紅色熒光雙各向異性導電復合結構膜及其制備方法，其特征在于，由[Eu(BA)₃phen/PMMA]//[PANI/PMMA]各向異性導電紅色熒光Janus納米帶陣列膜上下復合而成，上下膜中均由定向排列的[Eu(BA)₃phen/PMMA]//[PANI/PMMA]Janus納米帶組成，且納米帶長度方向垂直，也即導電方向垂直，沿著納米帶長度方向導電性強，而沿著垂直于納米帶長度方向導電性弱，具有雙各向異性導電，所制備的復合結構膜具有良好的紅色熒光和雙各向異性導電功能，膜面積為3×3cm²。

2.一種如權利要求1所述的紅色熒光雙各向異性導電復合結構膜的制備方法，其特征在于，采用并列雙噴絲頭靜電紡絲技術，制備產物為紅色熒光雙各向異性導電復合結構膜，其步驟為：

(1)沉淀法制備Eu(BA)₃phen配合物

將1.7600g Eu₂O₃溶于20mL濃硝酸中，加熱蒸干得到Eu(NO₃)₃晶體，加入20mL無水乙醇，配制成Eu(NO₃)₃的乙醇溶液；將3.6640g苯甲酸和1.8020g鄰菲啰啉加入到200mL無水乙醇中配制成混合配體溶液，在不斷攪拌的情況下將Eu(NO₃)₃的乙醇溶液逐滴加到混合配體溶液中，再加入濃NH₃·H₂O調節pH為6.5-7.0之間，加熱到60℃后，反應3h，所得沉淀依次用水和乙醇洗滌3次，最后在干燥箱中60℃下干燥12h，得到Eu(BA)₃phen配合物；

(2)制備聚甲基丙烯酸甲酯PMMA

稱取100g甲基丙烯酸甲酯MMA和0.1g過氧化二苯甲酰BPO，加入到帶有回流裝置的250mL三頸瓶中并攪拌均勻，將上述溶液在90-95℃的溫度下劇烈攪拌并回流至溶液有一定粘度，當其粘度與甘油相近后，在繼續攪拌的同時停止加熱并自然冷卻到室溫，之后將上述溶液灌注到試管中，灌注高度為5-7cm，灌注完畢后靜置2h至試管內的溶液沒有氣泡，然后將上述試管轉移到50℃干燥箱中放置48h，試管內的液體硬化為透明的固體，最后將干燥箱溫度提高至110℃并保溫2h，使聚合反應結束，然后自然冷卻至室溫，得到聚甲基丙烯酸甲酯PMMA；

(3)配制紡絲液

在12.0000g氯仿和2.0000g DMF的混合溶劑中加入1.0000g PMMA和0.15000g Eu(BA)₃phen配合物并攪拌24h，得到一個紡絲液，具有紅色發光功能；在14.0000g氯仿和2.0000gDMF的混合溶劑中加入1.0000g PMMA，攪拌2h得到均勻的膠狀液，將0.3000g苯胺和0.5618g樟腦磺酸加入到上述膠狀液中并攪拌2h后，加入0.4411g過硫酸銨攪拌2h，然后將溶液放入5℃的冰箱冷藏室中24h，得到另一個紡絲液，具有導電功能；

(4)制備[Eu(BA)₃phen/PMMA]//[PANI/PMMA]各向異性導電紅色熒光Janus納米帶陣列膜

采用兩支分別都帶有截平的12#不銹鋼針頭的5mL注射器，將兩不銹鋼針頭分別彎曲30°角，使兩針尖可緊密并行，并采用一支1mL塑料噴槍頭套在兩根并行不銹鋼針頭上，使兩根不銹鋼針頭的尖端處于塑料噴槍頭的中間部分，兩個紡絲液各取3mL分別注入到兩個注射器中，采用豎噴方式，接收裝置為一個水平放置的長20cm，直徑為7cm的圓柱形鋁制轉筒，轉速為1200r/min，其它紡絲參數為，紡絲電壓為6kV，針尖與轉筒間距為13cm，環境溫度為20-25℃，相對濕度為20％-30％，待紡絲液耗盡后，得到[Eu(BA)₃phen/PMMA]//[PANI/PMMA]各向異性導電紅色熒光Janus納米帶陣列膜；

(5)制備紅色熒光雙各向異性導電復合結構膜

將所述的[Eu(BA)₃phen/PMMA]//[PANI/PMMA]各向異性導電紅色熒光Janus納米帶陣列膜從鋁制轉筒上取下，剪裁為沿Janus納米帶長度方向為3.5cm、垂直于納米帶長度方向為3.0cm的長方形，將其旋轉90°后用膠帶將Janus納米帶陳列膜的左右兩側固定在鋁制轉筒上，此時納米帶的長度方向與轉筒的軸向方向一致，左右兩側膠帶覆蓋樣品的面積都是3×0.25cm²，露出的Janus納米帶陣列膜的面積是3×3cm²，作為二次電紡膜的接收面，紡絲液用量和紡絲參數與第一次電紡過程相同，進行二次電紡，紡絲完成后將薄膜從鋁制轉筒上取下進行裁剪，得到3×3cm²紅色熒光雙各向異性導電復合結構膜，由[Eu(BA)₃phen/PMMA]//[PANI/PMMA]各向異性導電紅色熒光Janus納米帶陣列膜上下復合而成，上下膜的厚度約為201μm，上下膜中均由定向排列的[Eu(BA)₃phen/PMMA]//[PANI/PMMA]Janus納米帶組成，Janus納米帶的寬度為6.52±0.01μm，在復合結構膜的上下兩層膜中，納米帶長度方向垂直，也即導電方向垂直，在上層膜中，沿著納米帶長度方向導電性強，電導為1.03×10^-8S，而沿著垂直于納米帶長度方向導電性弱，電導為2.99×10^-12S，具有各向異性導電性，在下層膜中，沿著納米帶長度方向導電性強，電導為1.06×10^-8S，而沿著垂直于納米帶長度方向導電性弱，電導為3.12×10^-12S，具有各向異性導電性，整個復合結構膜具有雙各向異性導電性；在280nm的紫外光激發下，發射出主峰位于616nm的明亮紅光；所制備的復合結構膜具有良好的紅色熒光和雙各向異性導電功能。