一种酞菁氧钛纳米分散体的制备方法技术

一种酞菁氧钛纳米分散体的制备方法，属于纳米分散体技术领域。首先将酞菁氧钛粗品与路易斯酸溶解在有机溶剂中，通过晶型调节，将酞菁氧钛转型为Y型，经过转相、减压蒸馏的方式得到Y型酞菁氧钛的溶胶，在得到的溶胶中加入树脂，通过分散，得到稳定的Y型酞菁氧钛纳米分散体。该Y型纳米酞菁氧钛在600-850nm波长具有很好的吸收，分散体主要应用于有机光导体，同时还在太阳能电池、薄膜晶体管、电致发光、光检测器等许多的研究领域具有潜在的应用价值。本发明专利技术的优点在于不使用传统工艺所使用的浓硫酸及球磨技术，制备过程简单、能耗低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于纳米分散体

技术介绍
酞菁氧钛作为有机光导材料中的载流子产生材料，具有低毒、热稳定性好、在近红外区具有很强的吸收、载流子产生效率高等优良性能，因此受到了人们的青睐。酞菁氧钛具有多种不同的晶型，包括α型、β型、Y型、m型、非晶态、Y型、A型和B型等。分子堆积方式的不同，导致酞菁氧钛晶体结构有着很大的差别，而不同晶型的酞菁氧钛具有不同的光电导性能。许多研究表明Y型酞菁氧钛表现出最佳的光电导性能。同时，人们发现材料的光电导性能受到材料表面和界面状态的影响很大。对酞菁氧钛进行纳米化，增大表面积使其与其它分子之间形成广大的界面，光生载流子的界面传输数量和速率也因此大大增力口，这是提高有其光导性能的有效手段。·目前现有的纳米级Y型酞菁氧钛的制备方法中，一般是将酞菁氧钛的强酸(如浓硫酸)溶液，滴加到含有表面活性剂的去离子水中重结晶沉淀析出，然后通过晶型调节齐U，转晶成Y型，并结合球磨技术，得到一定粒度范围的纳米颗粒，如专利CN 1342729A、CN1594330A、CN1594329A、CN1150261、US5512674A等。上述制备过程中，所使用的强酸往往具有很强腐蚀性或毒性，因此对于反应设备具有很高的要求，设备成本往往很高。球磨过程不仅能耗大，而且球磨时间过长，往往会使部分Y晶型酞菁氧钛向其他光敏性较差的晶型转变，相反球磨时间过短，得到的颗粒粒径较大，涂布液分散性不佳。因此专利技术一种不使用强酸及球磨技术的纳米级Y晶型酞菁氧钛的制备方法，是具有重要理论意义和应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，尤其是Y型酞菁氧钛纳米分散体，该方法避免了传统工艺中所使用的强酸及球磨技术，制备过程简单、能耗低。本专利技术先将酞菁氧钛粗品与路易斯酸溶解在有机溶剂中，通过晶型调节，将酞菁氧钛转型为Y型，经过转相、减压旋蒸的方式得到Y型酞菁氧钛的溶胶，在得到的溶胶中加入树脂，通过超声分散，得到稳定的Y型酞菁氧钛纳米分散体。本专利技术的酞菁氧钛纳米分散体的制备方法，其特征在于，酞菁氧钛为Y型，包括以下过程(I)将酞菁氧钛粗品与路易斯酸以摩尔比I :1 I :10加入到与水不互溶的有机溶剂A中，密封并加热搅拌溶解，配成浓度为r20g/l的酞菁氧钛溶液；(2)将表面活性剂溶于与水互溶的有机溶剂B的水溶液中，其中水与有机溶剂B的体积比为I :1 20 :1，配成浓度为O. 05 10g/l的表面活性剂溶液；(3)将(I)步骤的酞菁氧钛溶液以5 μ Ι/s 100 μ 1/s速度加入20°C 30°C的(2)步骤的表面活性剂溶液中，充分混合形成酞菁氧钛的悬浮液；(4)在(3)步骤的悬浮液中加入(I)步骤中所使用的与水不互溶的有机溶剂A,其中溶剂A与悬浮液的体积比为I :4 I : 15，充分混合，静置，待酞菁氧钛完全进入有机相后，进行分液，取有机相，得到酞菁氧钛的溶胶；(5 )在(4 )步骤的酞菁氧钛的溶胶中加入去离子水，其中溶胶与去离子水的体积比为I :20 5 :1，在温度为20°C 80°C下，搅拌2 24h，静置，待酞菁氧钛完全进入有机相后，进行分液，取有机相，然后分别采用去离子水、乙醇多次离心洗涤，得到Y型酞菁氧钛的固体沉淀；(6)将(5)步骤的固体沉淀分 散在分散介质与乙醇的混合溶液中，通过减压蒸馏除去其中的去离子水及乙醇，最后加入树脂，溶解，得到稳定的Y型酞菁氧钛纳米分散体。上述(I)步骤中所述的路易斯酸为三氯化铁、三氯化铝、三氯化镓、三氯化锑、五氯化锑、五氯化铌、三氟化硼、五氟化锑、镧系元素的三氟甲磺酸盐其中的一种或几种的混合物。上述(I)步骤中所述的与水不互溶的有机溶剂A为二氯甲烷、二氯乙烷、邻二氯苯、氯苯、苯、甲苯、正辛烷其中的一种或几种的混合物。上述(2)步骤中所述的表面活性剂所起的作用为防止粒子增大，为非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、高分子表面活性剂中的一种或几种的混合物，优选非离子表面活性剂。上述(2)步骤中所述的有机溶剂B为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、乙酸中的一种或几种的混合物。上述(3)步骤中所述的酞菁氧钛溶液与表面活性剂溶液的体积比I :1 I :40。上述(6)步骤中所述的分散介质为环己酮、正戊醇、乙酸丁脂中的一种或几种的混合物。上述(6)步骤中所述的树脂没有特殊的要求，为聚乙烯醇缩丁醛、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚乙烯咔唑、聚苯乙烯中的一种或几种的混合物；步骤(6)中乙醇的加入是为了除去其中的去离子水，树脂的加入能够稳定颗粒，防止团聚，另外还可以根据需要，通过树脂加入量控制体系的粘度，作为涂膜液进一步制备薄膜。专利技术效果本专利技术制备的Y型酞菁氧钛纳米分散体，性质稳定，粒径可控制在10 lOOnm，该Y型纳米酞菁氧钛在600-850nm波长具有很好的吸收，分散体主要应用于有机光导体，特别是应用于630nm 670nmLED光源或780nm激光光源的彩色激光光导体，同时还在太阳能电池、薄膜晶体管、电致发光、光检测器等许多的研究领域具有潜在的应用价值。而本专利技术制备过程避免了传统工艺中所使用的强酸及球磨技术，制备过程简单，能耗低，避免了在球磨过程中Y晶型向其他晶型的改变。附图说明图I为实施例I的纳米级酞菁氧钛环己酮溶胶中颗粒的扫描电镜照片；图2为实施例I的纳米级酞菁氧钛薄膜的X-射线衍射图；图3为实施例I的纳米级Y晶型酞菁氧钛在聚乙烯醇缩丁醛固体膜中的吸收光谱图。具体实施例方式实施例IA :称取120mg酞菁氧钛与189mg三氯化铁加入20ml 二氯甲烷中，密封并加热搅拌溶解；B :称取400mg月桂醇聚氧乙烯醚溶于400ml水与乙酸的混合溶液(水与乙酸体积比为3:1)中；C :室温，将A步骤的酞菁氧钛溶液以10 μ 1/s速度加入B步骤的溶液中，搅拌形成酞菁氧钛的悬浮液；D :在C步骤的纳米悬浮液中加入40ml 二氯甲烷，搅拌15min后，静置，待酞菁氧钛完全进入有机相后，进行分液，取有机相，得到酞菁氧钛的溶胶； E :在D步骤的溶胶中加入2倍体积的去离子水，密封，于25°C搅拌14h，静置，待酞菁氧钛完全进入有机相后，进行分液，取有机相，分别采用去离子水、乙醇多次离心洗涤，得到Y型酞菁氧钛的固体沉淀；F :将E步骤的固体沉淀分散在乙醇与环己酮的混合溶液中，通过减压蒸馏除去残余的去离子水及乙醇，最后加入聚乙烯醇缩丁醛，超声溶解，得到平均粒径为40nm的Y晶型酞菁氧钛的分散体。取上述F步骤的的未溶有PVB树脂的纳米级酞菁氧钛的环己酮溶胶约O. 5ml，将其滴加到载波片上，覆盖的面积约3 X 3cm2，静置，待溶剂基本挥发后于50°C真空干燥4h，得到较为均匀的蓝紫色薄膜，用于X-射线粉末衍射测试，见图2。取实施例I的纳米级酞菁氧钛分散体(纳米级酞菁氧钛的环己酮溶胶扫描电镜见图1，而本专利技术的纳米级酞菁氧钛在分散体中均匀分散)5ml，将其涂于石英玻璃上，静置待溶剂基本挥发后于50°C真空干燥4h，得到固体薄膜，用于紫外可见吸收测试，见图3。实施例2A :称取120mg酞菁氧钛与189mg三氯化铁加入20ml 二氯甲烷中，密封并加热搅拌溶解；B :称取400mg月桂醇聚氧乙烯醚溶于400ml水与乙酸的混合溶液(水与乙酸体积比为3:1)中；C :室温，将A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酞菁氧钛纳米分散体的制备方法，其特征在于，所述酞菁氧钛为Y型，包括以下步骤：（1）将酞菁氧钛粗品与路易斯酸以摩尔比1：1～1：10加入到与水不互溶的有机溶剂A中，密封并加热搅拌溶解，配成浓度为1~20g/l的酞菁氧钛溶液；（2）将表面活性剂溶于与水互溶的有机溶剂B的水溶液中，其中水与有机溶剂B的体积比为1：1～20：1，配成浓度为0.05～10g/l的表面活性剂溶液；（3）将（1）步骤的酞菁氧钛溶液以5μl/s～100μl/s速度加入20℃～30℃的（2）步骤的表面活性剂溶液中，充分混合形成酞菁氧钛的悬浮液；（4）在（3）步骤的悬浮液中加入（1）步骤中所使用的与水不互溶的有机溶剂A，其中溶剂A与悬浮液的体积比为1：4～1：15，充分混合，静置，待酞菁氧钛完全进入有机相后，进行分液，取有机相，得到酞菁氧钛的溶胶；（5）在（4）步骤的酞菁氧钛的溶胶中加入去离子水，其中溶胶与去离子水的体积比为1：20～5：1，在温度为20℃～80℃下，搅拌2～24h，静置，待酞菁氧钛完全进入有机相后，进行分液，取有机相，然后分别采用去离子水、乙醇多次离心洗涤，得到Y型酞菁氧钛的固体沉淀；（6）将（5）步骤的固体沉淀分散在分散介质与乙醇的混合溶液中，通过减压蒸馏除去其中的去离子水及乙醇，最后加入树脂，溶解，得到稳定的Y型酞菁氧钛纳米分散体。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建峰，谢妙玲，乐园，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：