本发明专利技术公开了一类芘四磺酸/紫晶类衍生物电荷转移复合物的有机微/纳米材料及其制备方法。通过溶剂挥发或溶剂扩散两种方法，采用两类具有市售商业化产品或可以通过简单的步骤得到的有机给电子体芘四磺酸四钠盐和有机接受电子体紫晶类衍生物，利用电荷转移作用，可得到结构确定的有机微/纳米材料单晶。本发明专利技术原料来源容易，制备步骤简单，采用水等绿色溶液，材料的结晶性能好，可实现大量的生产。本发明专利技术为有机微/纳米材料器件化的实现或应用提供了一类新的材料，可望在有机半导体或有机导体等领域取得广泛的应用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
随着近年来微/纳米技术的飞速发展，以及有机材料在光电性质、场效应器件方面的优异性能及其具所有独特的电磁学特性，有机微/纳米材料近年来吸引了化学、物理学、电子信息学等诸多领域广大科学家越来越广泛的重视，同时由于现代工业、民用领域材料的微/纳米化趋势愈加明显，大量纳米尺度的器件广泛应用于日常生活之中。因此，基于有机小分子自身的结构特点，制备新型的有机功能型晶体材料，成为一项受到日益重视的工作。有机微/纳米材料的设计及制备往往是基于单晶性良好的有机小分子，由其特定的电子结构等因素，从而形成具有一定性能的晶体材料。这其中，特别是由双组份有机分子所形成的微/纳米材料中，很大一部分是基于电荷转移作用，即采用有机给电子体和有机接受电子体，进而形成电荷转移晶体。在这方面，最为重要的工作是制备四硫富瓦烯(TTF)-四氰基对醌二甲烷(TCNQ)体系的有机微/纳米材料，这两种分子及其各自的衍生物大大扩展了有机材料的范围，并通过两类分子在晶体中空间排布的变化，使得该电荷转移复合物类的有机微/纳米材料其性能上有着很大的区别。但除此之外，由其它种类的有机给电子体和有机接受电子体通过电荷转移作用所形成的有机微/纳米材料则较少见诸报道，并且没有引起相关领域科学家和应用上的广泛关注。且传统的电荷转移复合物有机微/纳米材料的制备过程较为复杂，给电子体和接受电子体的合成过程较为繁琐，需要大量的有机溶剂，且产率较低，得到的有机小分子往往水溶性很差，结晶能力也随着有机分子的结构日益复杂而下降，易形成非晶沉淀或多晶，导致材料的性能下降，不能应用于现实生产之中。因此开发一种原料较易获得，水溶性好，结晶能力强，晶体材料制备过程较为绿色的新型有机微/纳米材料，是一项日益紧迫且有着十分重要现实意义的工作。且制备新型电荷转移复合物的有机微/纳米材料也将为有机材料在化学、物理、电子信息领域的发展，开拓一个十分具有应用前景的新的方向。
技术实现思路
本专利技术基于一种有机给电子体1，3，6，8-芘四磺酸四钠盐(1，3，6，8-Pyrenetetrasulfonic acid tetrasodium salt)和一类合成较为简单的有机接受电子体紫晶类衍生物。利用两类分子多电荷性的特征，及其所具有的较高的水溶性的特点，通过溶剂挥发或溶剂扩散等简单的制备方法，得到了一系列新型的芘四磺酸/紫晶类衍生物有机微/纳米材料，其结构为通过电荷转移作用所形成的单晶形式。本专利技术所涉及的有机微/纳米材料，其单晶以针状或片状或块状晶体的形式存在，其中针状晶体的轴向长度在10纳米-10000微米，径向长度在5纳米-1000微米，片状或块状晶体的厚度在10纳米-500微米，长度在100纳米-1000微米。本专利技术所涉及的有机给电子体1，3，6，8_芘四磺酸四钠盐(1，3，6，8-Pyrenetetrasulfonic acid tetrasodium salt)是一种已经商业化市售的化合物。本专利技术所涉及的有机接受电子体紫晶类衍生物，为4，4’ -联吡啶双季铵化盐的衍生物，其二正离子化合物的相应结构有，权利要求1.本专利所合成的化合物为一种芘四磺酸/紫晶类衍生物电荷转移复合物的有机微/纳米材料。2.根据权利要求I所述的该有机微/纳米材料，其特征在于由有机给电子体芘四磺酸四钠盐和有机接受电子体紫晶类衍生物通过电荷转移作用得到。3.根据权利要求2所述，本专利所述的紫晶类衍生物，其特征在于 1)4，4’-联吡啶双季铵化盐二阳离子的衍生物，为下述化合物中的一种4.根据权利要求I所述，本专利所述的芘四磺酸/紫晶类衍生物电荷转移复合物的有机微/纳米材料，其制备方法可分为溶剂挥发和溶剂扩散两种。5.根据权利要求4所述，溶剂挥发制备方法包括如下步骤 1)将有机给电子体芘四磺酸四钠盐和有机接受电子体紫晶类衍生物溶于其良溶剂中，待其完全溶解之后，加入不良溶剂，但保持混合后溶液仍处于澄清的状态。2)将混合有有机给电子体芘四磺酸四钠盐和有机接受电子体紫晶类衍生物的溶液进行恒温陈化处理，在这一过程中，良溶剂应处于缓慢挥发的过程，进而得到有机微/纳米材料的单晶。6.根据权利要求5所述的制备方法 1)所述的溶剂采用的为互溶的两类溶剂，其中之一为上述有机给电子体芘四磺酸四钠盐和有机电子接受体紫晶类衍生物的良溶剂或数种良溶剂的混合溶剂，如水、甲醇、乙醇，其中以水为优选，另一溶剂为上述有机给电子体芘四磺酸四钠盐和有机电子接受体紫晶类衍生物的不良溶剂，且所选溶剂的沸点应接近或高于良溶剂，如N，N-二甲基甲酰胺，N,N- 二甲基乙酰胺，N, N- 二乙基甲酰胺，二甲基亚砜，乙腈，甲苯，其中以N，N- 二甲基甲酰胺为优选。2)所述的有机给电子体芘四磺酸四钠盐在所述良溶剂中的浓度为lX10_6mol/L至lXl(T2mol/L 之间，其中 lXl(T4mol/L 为优选。3)所述的有机接受电子体在所述良溶剂中的浓度为lX10_6mol/L至lX10_2mol/L之间，其中2X10_4mol/L为优选。4)所述的良溶剂与不良溶剂为任意体积比，其中以I: I为优选。5)所述的溶剂挥发过程所需温度为任意，其中以50°C为优选。7.根据权利要求4所述，溶剂扩散的制备方法，包括如下步骤 1)将有机给电子体芘四磺酸四钠盐溶于溶剂I中，待其完全溶解之后，缓慢加入缓冲溶液，使有机给电子体富集在溶剂I中，得到具有梯度浓度的溶液。2)将有机给电子体芘四磺酸四钠盐溶于溶剂II中，待其完全溶解之后，缓慢加入上述步骤中的溶液体系中，使有机给电子体芘四磺酸四钠盐富集在溶剂II中，静置陈化。在溶剂界面的位置可以得到有机微/纳米材料的单晶。8.根据权利要求7所述的制备方法 1)所述溶剂I为有机给电子体芘四磺酸四钠盐的良溶剂或数种良溶剂的混合溶剂，如水、甲醇、乙醇，其中以水为优选。2)所述溶剂I为有机给电子体芘四磺酸四钠盐的良溶剂或数种良溶剂的混合溶剂，如水、甲醇、乙醇，其中以甲醇为优选。3)所述缓冲溶剂为有机给电子体芘四磺酸四钠盐和有机接受电子体紫晶类衍生物的良溶剂或数种良溶剂的混合溶剂，如水、甲醇、乙醇，其中以水/甲醇的混合溶剂为优选。4)所述有机给电子体芘四磺酸四钠盐在所述溶剂I中的浓度为lX10_6mol/L至lXl(T2mol/L 之间，其中 lXl(T4mol/L 为优选。5)所述有机接受电子体芘四磺酸四钠盐在所述溶剂II中的浓度为lX10_5mOl/L至lXl(T2mol/L 之间，其中 2Xl(T4mol/L 为优选。 6)所述溶剂II与所述溶剂I的体积比为任意，其中以I: I为优选。7)所述缓冲溶剂与所述溶剂I的体积比为任意，其中以I: I为优选。全文摘要本专利技术公开了一类。通过溶剂挥发或溶剂扩散两种方法，采用两类具有市售商业化产品或可以通过简单的步骤得到的有机给电子体芘四磺酸四钠盐和有机接受电子体紫晶类衍生物，利用电荷转移作用，可得到结构确定的有机微/纳米材料单晶。本专利技术原料来源容易，制备步骤简单，采用水等绿色溶液，材料的结晶性能好，可实现大量的生产。本专利技术为有机微/纳米材料器件化的实现或应用提供了一类新的材料，可望在有机半导体或有机导体等领域取得广泛的应用。文档编号C07D213/22GK10261745本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王维，于伟，颜雨坤，李晶，李秋月，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：
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