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            新型噻吩共聚物的合成、表征、光电性质及应用


            新型噻吩共聚物的合成、表征、光电性质及应用

            新型噻吩共聚物的合成、表征、光电性质及应用
            院系:化学化工学院 姓名:吴文婷 学号:19013207 摘要: 1、 总写聚噻吩的合成方法,简要性质,主要应用方面。 2、 聚噻吩共聚物的表征,由各种图谱所表明的性质以及共聚物的光电性质。 3、 噻吩共聚物作为光学压力敏感涂料的应用 关键字:噻吩共聚物,共轭,化学氧化法,光电性质,光学压敏

            聚噻吩最早合成于上世纪 80 年代,它的合成途径有三种:第一,2,5-二卤噻吩在金属 Mg、Zn、等存在用镍催化下的偶联聚合,最早由 Yammoto 等报道;第二,氯化铁催化的氧化 聚合法;第三,铜或氯化钯在吡啶存在下的偶联聚合。从合成的聚合物来看,当噻吩环上侧 链烷基的长度多于 4 时,聚合物就可以溶解于常规的有机溶剂中。用氯化铁氧化聚合法合成 聚噻吩,可以得到分子量较高、结构较规整的聚噻吩,而且合成路线简单,易于实现。 聚噻吩衍生物是一类重要的共轭高分子材料,近年来,聚噻吩衍生物在光伏电池、电致 发光材料、电磁屏蔽材料、导电涂料、传感器等诸多领域都得到了广泛的研究和应用,其光 电性质对选择应用领域具有重要参考意义。 目前,共轭聚合物已发展成有用的各种电子和电化学器件的应用材料,如有机场效应晶 体管,有机发光二极管(OLED),和传感器。聚噻吩(PTS)是一类很容易加工的,环境稳定, π 共轭聚合物,有机发光二极是研究中一个使用最广泛的材料。 P3PhT 和 P3PhT-TCa 的红外光谱图可以分析共聚物的组成,根据图像可以推断出 P3PhT 的共轭程度高于 P3PhT-TCa。由其紫外光谱可以看出,羧基为吸电子取代基,对共轭主链的 产生吸电子的诱导,使主链的电子云密度降低,同时共聚以后,聚合物的分子量降低,共轭 链的长度也相应的减小,因此其最大吸收波产生蓝移。 p3oteht 共聚物的溶解显示:p3eht 在甲苯和二甲苯不溶于水。所有的聚合物具有较窄的 分子量分布 (多分散性= 1.29–1.51) 。 所有的聚合物的励磁曲线与其紫外吸收曲线, p3oteht 的 PL 强度是类似的 p3eht 比 P3OT 大约七倍。EL 的聚合物的电致发光光谱类似于 PL 和 EL 发 光的 P3OT 最大,分别为:p3eht 和 p3oteht 位于 615 nm(橙红色),530 纳米(黄绿色)和 600 nm(橙红色)。导通电压的 LED(ITO / p3otett/Ag)装置接近 P3OT 的装置(5.5 V) 在 5.6 V 和 1.9 V 低于 p3eht。结果与光学性质相符。 所以, 新型含支链和直侧链的双组分 copolythiophene 通过三氯化铁氧化的方法获得 π 共轭聚合物的合成。电子和光学性质表明,共聚物 p3oteht 具有较低的带隙能量,低导通电 压,纯 EL 橙红色,高的发光量子产率和优良的加工性

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            新型噻吩共聚物的合成、表征、光电性质及应用

            结论:一系列的聚 3,4-dialkoxy-thiophene:聚 3,4-diamyloxythiophene,聚 3,4-dioctyloxythiophene,聚 3,4-di(2-ethyl-1-hexyloxy)噻吩,聚 3,4-didodecyloxythiophene 是由三氯化铁氧化法合成。所有的数据表明,聚合物具有良好 的溶解性, 优异的热稳定性, 低带隙, 高的荧光量子产率, 他们可能是在有机发光二极管 (OLED) 应用优良的高分子材料,发光电化学电池,聚合物太阳能电池。 聚合物点化学性质分析 聚合物电离能和电子亲和能是由聚合物的起始氧化还原电位确定的。通过化学氧化法合 成的 3 种聚噻吩衍生物:3-甲基噻吩与噻吩共聚物、聚 3-甲基噻吩、聚 3-己基噻吩,并测定 了 3 种聚合物的紫外可见吸收光谱、荧光光谱、光致发光光谱以及循环伏安曲线,进一步计 算得到聚合物光学带隙、HOMO 轨道和 LUMO 轨道能量及聚合物电离能和电子亲和能,聚 3-己 基噻吩相较其它 2 种聚合物具有更大的波长及更低的带隙,表明噻吩环 3 位引入长链取代烷 基有利于提高聚合物共轭链长度,从而提高波长及降低带隙。 有机聚合物电致发光材料(PLEDs)p-/n-交替型 3,4-二烷(氧)基噻吩共聚物的光电性 质研究 在外加电压为 21 V 时,EL 最大发射峰为 652 nm,电致发光颜色为红色,亮度达到最大 为 32.26 cd/cm2,色坐标为(0.5768, 0.4079); 在不同的电压下有不同的发射波段,有利 于实现多色显示。 结果表明,新的交替共聚物具有能力的电子传输和空穴传输能力。egel 和 Egopt 之间的 差异是在良好的协议与理论误差(小于 0.5 eV)。 结论:四 π -交替共轭共聚物结合电子供体(2,5-divinyl-3,4-dialkylthiophene)和 电子受体(2,5-diphenyl-1,3,4-oxadiazole 和 2,6-吡啶)已相对于它们的光学和电子性质 的研究。这些新的 P / N 交替共聚物与电子传输和空穴运输能力可能在高效应用的有前途的 材料,低成本的光电器件 光学压力敏感涂料( PSPs) 光学压力敏感涂料在军事上有重要应用。探秘美国空军基地:发光涂料揭示飞行原理 压 力敏感涂料(pressure-sensitive paint,PSP)和成像技术。美国人成功地做了风洞试验来 测试压敏涂料。无需复杂的测压模型,借助光学测量和图像测量技术就可获得测量表面全域 气动载荷和压力分布数据;可以对薄翼、无法开孔部件、叶轮机械模型表面等特殊部件开展 实时流谱检测; 发展趋势: 未来 PSP 技术将很有可能替代常规开孔压力测量试验技术。

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            但是光学压力敏感涂料仍存在一些问题。 如荧光分子与聚合物基质间的各相异性和微相分离; 荧光分子团聚、氧渗透不均、浓度猝灭;荧光淬灭效应背离 S-V 线性关系,荧光强度降低, 重现性降低等。因此解决办法是合成具有发光强度大、荧光量子效率高、发光寿命长、氧致 淬灭效应高的接枝型荧光氧敏配合物;荧光配合物在聚合物基质上的可控“嫁接”; 有序组 装 PSP 分子膜,提高与氧分子的接触几率,改善压力响应的灵敏度。
            参考文献: 【1】乌海燕,刘福德《聚噻吩衍生物的合成及光电性质研究》 【2】何杰 苏忠集《含羧基的聚噻吩共聚物的化学合成与表征》

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