Гібридні органічно-неорганічні нанокомпозити та спосіб їх одержання

1. Спосіб одержання гібридних органічнонеорганічних нанокомпозитів типу гість-хазяїн на основі електропровідного спряженого полімеру полі(2-метоксі-5-етил-2'-гексилокси-парафеніленвінілен) та мезопористої неорганічної матриці з розміром частинок 20-85нм, що має пори діаметром 3-15нм, який відрізняється тим, що до 0,5-2,0% розчину полі(2-метоксі-5-етил-2'гексилокси-пара-феніленвінілену) в сухому малополярному органічному розчиннику додають мезо C2 2 (11) 1 3 83121 таких композитів в світло-випромінюючих діодах, товщина світло-випрмінюючого шару яких не перевищує переважно 100нм. Основою винаходу постала задача розробки гібридних органічно-неорганічних нанокомпозитів типу гість-хазяїн на основі MEH-PPV і мезопористих неорганічних матриць, зокрема, кремнезему типу МС М-41, та способу їх одержання, які забезпечують розташування макромолекул електропровідного спряженого полімеру переважно всередині нанорозмірних каналів матриці, розмір частинок якої не перевищував би 100нм. Задача вирішується гібридними органічнонеорганічними нанокомпозитами на основі мезопористих неорганічних матриць, зокрема, кремнезему типу МСМ-41, з розміром частинок 30-75нм, переважно у вн утрішніх галереях яких розташовані макромолекули електропровідного спряженого полімеру MEH-PPV, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: мезопориста неорганічна матриця 90-97; MEH-PPV решта до 100. Задача також вирішується способом одержання гібридних органічно-неорганічних нанокомпозитів типу гість-хазяїн на основі MEH-PPV та мезопористих неорганічних матриць, зокрема, кремнезему типу МСМ-41, шляхом перемішування при кімнатній температурі протягом 48 год. 0,52,0% розчину полімеру в малополярному органічному розчиннику з наночастинками МСМ-41, розмір яких не перевищує 100нм і переважно складає 50нм. Використання наночастинок МСМ-41 вказаних розмірів обумовлює можливість створення на їх основі суцільних шарів з товщиною, необхідною для створення ефективних світло-випромінюючих діодів на їх основі. Нижче представлено опис конкретних прикладів те хнічної реалізації заявленого способу. Приклад 1 Для синтезу нанорозмірної мезопористої неорганічної матриці типу МС М-41, яку використовували для одержання гібридних нанокомпозитів, 1г цетилтриметиламоній броміду (ЦТАБ) додають до розчину лугу, який отримують розчиненням 3,5мл 2 М NaOH в 480 мл дистильованої води. Розчин перемішують при температурі 60°С до повної гомогенізації, після чого до нього повільно по краплях додають 5 мл тетраметилортосилікату (ТЕОС, Merk). Після додавання ТЕОС реакційну суміш перемішують ще 2 годин при температурі 80°С. Утворений білий дрібний осад виділяють на паперовому фільтрі Watmann №3, промивають дистильованою водою, висушують на повітрі при кімнатній температурі, а потім кальцинують при 550°С протягом 6 годин для вилучення структуроутворювача, яким є ЦТАБ. Розмір частинок одержаного МС М-41 складає переважно близько 50нм (Фіг.1). Наночастинки МСМ-41 мають впорядковану систему пор з діаметром 3,0нм (Фіг.2, крива 1). Для одержання гібридного нанокомпозиту на основі MEH-PPV та МС М-41 до 50мл 1% розчину 4 полімеру в сухому толуолі при постійному перемішуванні при кімнатній температурі додають 0,5 г нанорозмірного МСМ-41, який попередньо сушили у вакуумі при 150°С протягом 6 год. Твердий продукт виділяють на фільтрі через 48 годин, промивають толуолом, очищають шляхом екстракції толуолом в апараті Сокслета, після чого висушують у вакуумі при 50°С. Одержаний гібридний органічно-неорганічний нанокомпозит має наповнення наночастинок неорганічної матриці, якою є МС М-41, електропровідним спряженим полімером, яким є MEH-PPV, 7,5 ваг. %. Наявність будови типу гість-хазяїн, тобто збереження мезопористої структури матриці та присутність макромолекул спряженого полімеру всередині її нанорозмірних каналів, підтверджується даними рентгенівської дифракції (Фіг.2, крива 2). Максимум інтенсивності смуги фотолюмінесценції нанокомпозиту спостерігається при довжині хвилі 586нм. Приклад 2 Для одержання гібридного нанокомпозиту на основі MEH-PPV та МС М-41 до 50мл 1% розчину полімеру в сухому хлорбензолі при постійному перемішуванні при кімнатній температурі додають 0,5г нанорозмірного МСМ-41, який попередньо сушили у вакуумі при 150°С протягом 6 год. Твердий продукт виділяють на фільтрі через 48 год., промивають хлорбензолом, очищають шляхом екстракції хлорбензолом в апараті Сокслета, після чого висушують у вакуумі при 50°С. Одержаний гібридний органічно-неорганічний нанокомпозит має наповнення наночастинок неорганічної матриці, якою є МСМ-41, електропровідним спряженим полімером, яким є MEH-PPV, 4,6 ваг. %. Наявність будови типу гість-хазяїн, тобто збереження мезопористої структури матриці та присутність макромолекул спряженого полімеру всередині її нанорозмірних каналів, підтверджується даними рентгенівської дифракції (Фіг.2, крива 3). Максимум інтенсивності полоси фотолюмінесценції нанокомпозиту спостерігається при довжині хвилі 592нм. Наведені дані показують, що спосіб одержання гібридних органічно-неорганічних нанокомпозитів типу гість-хазяїн на основі електропровідного спряженого полімеру MEH-PPV та мезопористих неорганічних матриць, які заявляються, дають змогу одержувати гібридні нанокомпозити з високим вмістом електропровідного спряженого полімеру та розміром наночастинок неорганічної матриці, які надають можливість створення на їх основі шарів відповідної товщини, необхідних для виготовлення світло-випромінюючих діодів. Слід зазначити, що наведені приклади лише ілюструють створення винаходу, проте не обмежують його. Перелік рисунків і креслень На Фіг.1 наведено мікрофотографію частинок МС М-41. На Фіг.2 наведено дифрактограми нанорозмірного МСМ-41 (1) та зразків нанокомпозитів на основі MEH-PPV та МС М-41 з прикладу 1 (2) і прикладу 2 (3). 5 Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 83121 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601