【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于共轭聚合物材料领域，具体涉及一种聚噻吩胶束刷及其制备方法和应用。
技术介绍
1、π-共轭聚合物及其组装体具有独特的光电性质与电学性质，已被广泛应用于太阳能电池、场效应晶体管、光催化、生物传感等领域。传统的热/溶剂退火法制备得到的薄膜通常只能构筑短程有序的本体异质结，结晶区域杂乱分布，而无特定取向性。而溶液预组装旋涂法虽然能控制结晶区域的尺寸与面积，但仅局限于二维平面内，功能层之间存在传递损耗。因此，如何制备得到三维组装体，增加垂直方向上的长程有序性是提高器件效率，稳定性的关键性科学问题。目前存在的策略是构筑胶束刷，通过表面锚定进行取向生长，但是仅限于非共轭体系，且传统的聚噻吩嵌段共聚物的溶液组装存在可控性差的缺陷，这可能是由传统的聚(3-己基噻吩)(p3ht)结晶速度过快导致的，如何控制聚噻吩胶束的生长过程是制备垂直于基底的胶束刷的关键。基于上述理由，提出本申请。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对
技术介绍
中所指出的问题及现有技术的不足，提供了一种易制备、过程可控的构筑竖直共轭胶束刷的方法，并后续应用于电催化以及图案化展示。该方法制备条件建议，能快速、大量地制备多孔材料，且具有明显光学特性。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、本专利技术提供一种聚噻吩胶束刷的制备方法，所述聚噻吩胶束刷包括竖直胶束刷或竖直双胶束阵列，所述制备方法包括如下步骤：
4、s11：将聚噻吩嵌段共聚物加入选择性溶剂a中90-100℃加热
5、m和n均选自正整数；
6、同时，将聚(二茂铁二甲基硅烷)-嵌段-聚(2-乙烯基吡啶)加入选择性溶剂b中70-80℃加热1.5-2.5h，降至室温，老化后超声粉碎，得到聚(二茂铁二甲基硅烷)-嵌段-聚(2-乙烯基吡啶)的种子胶束溶液；所述聚(二茂铁二甲基硅烷)-嵌段-聚(2-乙烯基吡啶)的化学式如下：
7、z＝1-3，x和y均选自正整数；
8、s12：利用所述种子胶束溶液分别制备竖直胶束刷或竖直双胶束阵列；
9、所述竖直胶束刷的制备方法，包括如下步骤：
10、s13：将所述种子胶束溶液涂覆于基底上后老化，清洗，干燥，得到负载有种子的基底；
11、s14：将所述负载有种子的基底和聚噻吩嵌段共聚物加入选择性溶剂b中混合，老化，干燥，得到胶束刷；
12、s15：将所述胶束刷和氯铂酸钠的水溶液加入混合溶液中，老化后清洗干燥，得到竖直胶束刷；
13、所述竖直双胶束阵列的制备方法，包括如下步骤：
14、s16：将两种胶束种子于基底上进行图案化，清洗，干燥，得到负载有两种种子的基底；所述两种胶束种子选自所述聚噻吩嵌段共聚物的种子胶束溶液和聚(二茂铁二甲基硅烷)-嵌段-聚(2-乙烯基吡啶)的种子胶束溶液；
15、s17：将所述负载有两种种子的基底、溶解在四氢呋喃里的聚噻吩嵌段共聚物和聚(二茂铁二甲基硅烷)-嵌段-聚(2-乙烯基吡啶)的聚合物溶液入选择性溶剂b中混合，老化，清洗，干燥后得到双胶束刷；
16、s18：将所述双胶束刷和氯铂酸钠的水溶液加入混合溶液中，老化后清洗干燥，得到竖直双胶束阵列；
17、所述步骤s15和步骤s18中，混合溶液由选择性溶剂b和水组成。
18、具体的，所述x＝21，y＝139。
19、优选的，所述聚噻吩嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：
20、s21：将2,5-二溴-3-(2-乙基己基)噻吩、异丙基氯化镁-氯化锂(络合物)于四氢呋喃中混合反应；
21、s22：将步骤s21中混合反应后的反应溶液加入含有1,3-双(二苯基膦丙烷)二氯化镍催化剂的四氢呋喃溶液中，反应10-14min；
22、s23：向步骤s22中反应后的反应液中加入炔基溴化镁，反应1-3h，除杂，得到炔基封端的均聚物；
23、s24：将所述炔基封端的均聚物、含有叠氮基团的小分子双硫酯raft试剂、溴化亚铜、n,n,n',n,'n”-五甲基二亚乙基三胺(pmdeta)于四氢呋喃中55-65℃反应2-4天，除杂，得到大分子raft试剂；
24、含有叠氮基团的小分子双硫酯raft试剂为2-叠氮乙基-4-氰基-4-((苯基羰基)硫代)戊酸酯，结构式如下：
25、
26、所述大分子raft试剂的结构式如下：
27、
28、s25：将所述分子raft试剂，2-乙烯基吡啶(2vp)和偶氮二异丁腈(aibn)于四氢呋喃中混合后，保护气氛下55-65℃反应56-60h，得到反应产物；
29、s26：将所述反应产物液氮猝灭，除杂，得到所述聚噻吩嵌段共聚物。
30、所述聚(二茂铁二甲基硅烷)-嵌段-聚(2-乙烯基吡啶)的制备方法属于现有技术，具体方法参考自文献r.l.n.hailes,a.m.oliver,j.gwyther,g.r.whittell,i.manners,chem.soc.rev.2016,45,5358-5407.和h.wang,m.a.winnik,i.manners,macromolecules2007,40,3784-3789。
31、
32、优选的，所述步骤s11中，降至室温的方法为加入冰水浴中1.5-2.5h。
33、优选的，所述步骤s11中，老化的时间为20-28h，超声粉碎的时间为1-3h。
34、优选的，所述选择性溶剂a为正丁醇；所述选择性溶剂b为异丙醇。
35、优选的，所述步骤s14中，混合的时间为1-3h，老化的时间为20-28h。
36、优选的，所述步骤s14和步骤s17中，混合溶液中选择性溶剂b和水的体积比相同。
37、优选的，所述步骤s15和步骤s18中，老化的时间为20-28h。
38、优选的，所述基底为硅片或泡沫镍。
39、具体的，胶束刷的制备方法如图，包括如下步骤：
40、(1)聚噻吩嵌段共聚物胶束刷的合成
41、利用格氏置换(grim)聚合反应了带有炔基封端的聚噻吩均聚物，与带有叠氮基的双硫酯利用click反应合成聚噻吩大分子链转移剂，最后通过可逆加成-断裂链转移(raft)聚合制备嵌段共聚物。
42、(2)溶液活性结晶驱动自组装
43、嵌段共聚物在选择性溶剂a中加热后缓慢降温至室温并老化，将所得长胶束进行超声，得到短的胶束作为种子，控制加入嵌段共聚物单体(unimer)的量，实现一维纤维状胶束的生长控制。
44、(3)界面引发结晶驱动自组装
45、将种子溶液滴涂在硅片上，老化后用溶剂冲洗，吹干，浸泡在选择性溶剂b中加入unime本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚噻吩胶束刷的制备方法，其特征在于，所述聚噻吩胶束刷包括竖直胶束刷或竖直双胶束阵列，所述制备方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚噻吩嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中，降至室温的方法为加入冰水浴中1.5-2.5h。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S11中，老化的时间为20-28h，超声粉碎的时间为1-3h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述选择性溶剂A为正丁醇；所述选择性溶剂B为异丙醇。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S14中，混合的时间为1-3h，老化的时间为20-28h。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S14和步骤S17中，混合溶液中选择性溶剂B和水的体积比相同。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S15和步骤S18中，老化的时间为20-28h。
9.一种权利要求1-8中任一项所
10.权利要求9所述胶束刷在电催化析氢的应用，其特征在于，电催化析氢时，将所述胶束刷作为工作电极，含有碱的水溶液作为电解液，铂片作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极。
...【技术特征摘要】
1.一种聚噻吩胶束刷的制备方法，其特征在于，所述聚噻吩胶束刷包括竖直胶束刷或竖直双胶束阵列，所述制备方法包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚噻吩嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s11中，降至室温的方法为加入冰水浴中1.5-2.5h。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s11中，老化的时间为20-28h，超声粉碎的时间为1-3h。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述选择性溶剂a为正丁醇；所述选择性溶剂b为异丙醇。
6.如权利要求1所述的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱惠斌，张雨珩，
申请(专利权)人：苏州阳池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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