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聚噻吩类导电聚合物的电致变色性能研究

徐连仪  
【摘要】:π-共轭聚合物被认为是很有发展前景的材料,因为它拥有独特的光电特性,可以被广泛的应用于太阳能电池(PSCs),电致变色器件,传感器,聚合物发光二极管(PLEDs)等各种领域。这些电活性与光活性聚合物通常是基于噻吩,吡咯,苯,芴或咔唑等芳环、芳杂环等单元的聚合物。在大量的电致变色材料中,噻吩类聚合物由于它们的高电子导电性和好的氧化还原特性,以及在可见与红外区域,快的响应时间,显著地稳定性和高的对比率而成为一类重要的电致变色共轭聚合物。更重要的是,通过聚合物链结构改动,噻吩类聚合物拥有容易的禁带可调性,可展示不同的电致变色特性。 合成导电共轭聚合物通常可采用化学或电化学方法。从化学方法合成的路线得到的产品通常产量非常低且合成费用很高。而电化学方法合成共轭聚合物证明是最为有用的方法之一。在本研究中,导电聚合物的合成均采用了电化学合成路线。 经由偶联反应,我们合成了1,4-二(2-噻吩基)-苯单体和1,4-二(2-噻吩基)-萘单体。在溶有单体的高氯酸钠/乙腈溶液体系中,通过阳极氧化单体分别合成了它们的导电均聚物,并运用CV, 1H NMR谱, FT-IR光谱,UV–vis光谱分析方法对均聚物进行了表征。光谱电化学结果显示反应得到的聚合物膜拥有显著地电致变色特性。它们在电致变色器件(ECDs)中的应用也给予了讨论。同时,我们应用电化学阳极氧化方法成功地合成导电共聚物,实现了2, 2′-联二噻吩与芘的共聚,咔唑与芘的共聚,1,4-二(2-噻吩基)-苯与3,4-亚乙烯基二氧噻吩的共聚。运用CV, ~1H NMR谱, FT-IR光谱,UV–vis光谱分析证实了共聚物的结构。并对共聚物膜的光电特性进行了详细研究,研究结果发现通过共聚获得的共聚物膜拥有好的电致变色特性。 噻吩类聚合物作为一类重要的电致变色材料,可以很方便运用各种方法合成它们的共轭聚合物,获得各种类型的电致变色材料。随着其理论其机制的深入探讨和新方法的应用,噻吩类电致变色材料必将在未来的电致变色应用中发挥重要作用。


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