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苯炔苯类共轭聚合物的自组装及凝胶

陈旭  
【摘要】:近些年来,共轭聚合物由于它们在有机光电器件,如在有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机存储、有机平板显示、生物传感等方面有着广泛的应用前景而得到了超分子化学家的重视。而共轭聚合物的光电性质除了与分子本身的电子结构有关,还往往与它们通过一些非共价键(如范德华力、氢键、π-π堆积作用等)自组装形成的迈拓形貌有关。因此科研工作者在对控制共轭聚合物有序自组装做了大量的工作。本论文通过Sonogashira反应合成出一种新型共轭聚合物凝胶剂PPE,并制备成凝胶后进行了表征。同时也合成出了一系列的寡聚乙撑氧和寡聚苯炔苯的多嵌段共聚物,通过表征研究了它们的自组装形态和能量转移。主要内容包括: (1)通过sonogashira反应合成出一种新型的共轭聚合物凝胶剂聚苯撑乙炔(PPE),并通过混合溶剂法将其制备成凝胶。通过实验表征证明,该凝胶是由氢键、范德华力和π-π堆积作用共同驱动形成的凝胶。据知这还是第一次有文章报道将叔胺基团引入PPE侧链产生氢键来驱动凝胶的产生。此外通过TEM和SEM表征发现,凝胶剂在浓度较小时呈现出一些直径为几纳米的纤维结构,相互缠绕在一起形成了一些纤维束;随着浓度的增大,这些纤维束宽度增大到几十个微米形成了纤维带,同样也缠绕在一起形成了三维立体网状结构而最终形成了凝胶。 (2)设计合成出了寡聚苯撑乙炔和寡聚乙撑氧的多嵌段共聚物,研究了它的激发光谱和荧光发射光谱,同时研究了该聚合物随着浓度变化其激发光谱和荧光发射光谱也随之发生变化。通过TEM和DLS研究和观察了该聚合物自组装时的形态和粒径。并在该聚合物基础上掺杂了少量能量受体苯并噻二唑得到一种新聚合物,发现其光谱没有太多变化,在水与THF混合溶液中,由于不良溶剂水导致的聚合物分子聚集和分子中能力受体的存在会有一定的能量转移。


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