【技术实现步骤摘要】
本专利技术通常涉及用于制造芳族聚合物的方法。特别地，本专利技术涉及由芳烃前体制造芳族聚合物的电化学方法。本专利技术还涉及根据所述方法形成的聚合物。
技术介绍
1、聚合物化合物由于其理想的物理和化学性质而具有广泛的工业用途，例如在光电应用中，特别是其共轭的种类。聚合物由作为基本单元的单体键合形成，通常是在聚合过程中经由碳-碳(c-c)偶联反应形成。
2、已经采用常规合成方法如乌尔曼反应和铃木反应来制造聚合物。然而，这些方法通常需要高压、高温或金属/有机金属催化剂，这意味着在材料和生产装置等方面成本较高。
3、电化学方法由于其被证实的诸如相对容易设置、环境友好和可控的性质而被用于聚合物化合物制造。然而，现有的电化学方法大多依赖于阳极氧化和/或金属/有机金属催化剂来形成聚合物。此种阳极聚合通常容易发生过度氧化，并且位点选择性差。另一方面，阴极偶联反应很少被研究，且已有的研究要么与聚合物无关，要么仍然涉及金属/有机金属催化剂。金属/有机金属催化剂的使用可能会在电极表面上形成多余的沉积。
4、因此，直接制造高品质聚合物膜仍存在挑战。仍然需开发和实现通用的阴极聚合，以实现在温和且不含金属催化剂条件下，以可控的方式制备大面积和/或多层聚合物薄膜。
技术实现思路
1、本专利技术的一个方面涉及用于制造芳族聚合物的方法，该方法包括以下步骤：提供阳极区和阴极区；提供芳烃前体；提供在该阳极区与该阴极区之间的电化学电位；经由该电化学电位使该芳烃前体反应以形成聚合物，该方法
2、本专利技术的另一方面涉及根据本专利技术的方法制备的芳族聚合物。
3、不旨在受理论的束缚，据信本专利技术可提供用于制造芳族聚合物的新颖工艺，该方法制备的聚合物不含其他杂质。此外，该方法可以控制聚合物薄膜尺寸(例如厚度)或形状以及产生连续且平滑的表面。
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1.一种用于制造芳族聚合物的方法，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述阴极反应进一步包括进行所述芳烃前体的脱卤偶联反应以形成所述聚合物的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括提供在所述阳极区处的阳极电极、在所述阴极区处的阴极电极和包含电解质的溶液的步骤，其中所述阳极电极和所述阴极电极至少部分地接触所述溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳族聚合物是共轭聚合物；任选地，所述芳族聚合物是未取代的共轭聚合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳族聚合物采取选自由以下组成的组的形式：二聚形式、低聚形式、聚合形式以及它们的组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳烃前体选自由卤代苯、卤代多环芳族烃以及它们的组合，且其中所述芳烃前体包含多于一个卤素。
7.根据权利要求6所述的方法，所述卤素选自由氟、氯、溴、碘以及它们的组合组成的组；优选地，所述卤素包括溴或碘。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述芳烃前体是二卤代芳烃，任选地，所述芳烃前体选自由
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述芳烃前体包含第一卤素和第二卤素，其中所述第二卤素位于所述前体上与所述第一卤素基本上相对的位置处，且脱卤反应发生在卤素取代位置处。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳族聚合物形成共价有机构架。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述芳烃前体是三卤代芳烃；任选地，其中所述芳烃前体选自由以下组成的组：1,3,5-三卤代苯、1,3,5-三(4-卤代苯基)苯以及它们的组合。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述芳烃前体是四卤代芳烃，任选地，其中所述芳烃前体包括1,3,6,8-四卤代芘。
13.根据权利要求6所述的方法，其中所述芳烃前体是二卤代芳烃或三卤代芳烃，且其中两个或三个卤素取代同一芳烃前体的位置处的相应氢，使得所述两个或三个卤素彼此之间的距离最大。
14.根据权利要求2所述的方法，其中所述反应步骤d)进一步包括使所述芳烃前体形成自由基中间体的步骤，进而形成所述聚合物。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述的芳烃前体包含两种或两种以上的不同芳烃前体。
16.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述芳烃前体的步骤b)进一步包括将所述芳烃前体添加到所述阴极区中的步骤，其中所述阴极区与所述阳极区是分开的。
17.根据权利要求3所述的方法，其中所述反应步骤d)进一步包括同时进行使所述芳烃前体聚合形成聚合物和在所述阴极电极的表面上形成所述聚合物膜的步骤。
18.根据权利要求3所述的方法，其中所述电解质选自由以下组成的组：六氟磷酸盐、四氟硼酸盐、溴化铵、高氯酸盐以及它们的组合；任选地，所述电解质选自由以下组成的组：四甲基六氟磷酸铵(TMAPF6)、四乙基六氟磷酸铵(TEAPF6)、四丁基六氟磷酸铵(TBAPF6)、六氟磷酸钾(KPF6)、四甲基四氟硼酸铵(TMABF4)、四乙基四氟硼酸铵(TEABF4)、四丁基四氟硼酸铵(TBABF4)、四氟硼酸钾(KBF4)、高氯酸锂(LiClO4)以及它们的组合。
19.根据权利要求3所述的方法，其中所述溶液进一步包含溶剂；任选地，其中所述溶剂包含无水有机溶剂；任选地，所述溶剂选自由以下组成的组：丙酮、乙腈、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、苄腈以及它们的组合。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述溶剂包含乙腈和甲苯；任选地，其中乙腈与甲苯的比率为约8:1至约2:1；任选地，所述乙腈与甲苯的比率为约4:1。
21.根据权利要求2所述的方法，其中所述脱卤偶联反应在约0℃至约60℃的温度和约1.5V至约3.5V的恒定电压下进行约2小时至约36小时。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述电解质包括浓度为约0.05mmol/mL至约1mmol/mL的四丁基六氟磷酸铵，且其中所述芳烃前体浓度为约0.001mmol/mL至约0.5mmol/mL。
23.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述反应步骤d)之后添加淬灭剂以淬灭所述反应的步骤；任选地，所述淬灭剂选自由以下组成的组：水、盐溶液和溶剂以及它们的组合。
24.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述反...
【技术特征摘要】
1.一种用于制造芳族聚合物的方法，其包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述阴极反应进一步包括进行所述芳烃前体的脱卤偶联反应以形成所述聚合物的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括提供在所述阳极区处的阳极电极、在所述阴极区处的阴极电极和包含电解质的溶液的步骤，其中所述阳极电极和所述阴极电极至少部分地接触所述溶液。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳族聚合物是共轭聚合物；任选地，所述芳族聚合物是未取代的共轭聚合物。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳族聚合物采取选自由以下组成的组的形式：二聚形式、低聚形式、聚合形式以及它们的组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳烃前体选自由卤代苯、卤代多环芳族烃以及它们的组合，且其中所述芳烃前体包含多于一个卤素。
7.根据权利要求6所述的方法，所述卤素选自由氟、氯、溴、碘以及它们的组合组成的组；优选地，所述卤素包括溴或碘。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述芳烃前体是二卤代芳烃，任选地，所述芳烃前体选自由以下组成的组：二卤代苯、二卤代萘、二卤代联苯、二卤代蒽、二卤代菲、二卤代非那烯、二卤代芘、二卤代二苯基苯、二卤代并四苯、二卤代三亚苯、二卤代二卤代苯并[c]菲、二卤代苯并[a]蒽以及它们的组合。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述芳烃前体包含第一卤素和第二卤素，其中所述第二卤素位于所述前体上与所述第一卤素基本上相对的位置处，且脱卤反应发生在卤素取代位置处。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述芳族聚合物形成共价有机构架。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述芳烃前体是三卤代芳烃；任选地，其中所述芳烃前体选自由以下组成的组：1,3,5-三卤代苯、1,3,5-三(4-卤代苯基)苯以及它们的组合。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述芳烃前体是四卤代芳烃，任选地，其中所述芳烃前体包括1,3,6,8-四卤代芘。
13.根据权利要求6所述的方法，其中所述芳烃前体是二卤代芳烃或三卤代芳烃，且其中两个或三个卤素取代同一芳烃前体的位置处的相应氢，使得所述两个或三个卤素彼此之间的距离最大。
14.根据权利要求2所述的方法，其中所述反应步骤d)进一步包括使所述芳烃前体形成自由基中间体的步骤，进而形成所述聚合物。
15.根据权利要求1所述的方法，其中所述的芳烃前体包含两种或两种以上的不同芳烃前体。
16.根据权利要求1所述的方法，其中提供所述芳烃前体的步骤b)进一步包括将所述芳烃前体添加到所述阴极区中的步骤，其中所述阴极区与所述阳极区是分开的。
17.根据权利要求3所述的方法，其中所述反应步骤d)进一步包括同时进行使所述芳烃前体聚合形成聚合物和在所述阴极电极的表面上形成所述聚合物膜的步骤。
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