含二硒吩基喹喔啉共軛聚合物的合成及其性能研究.pdf

1、喹喔啉類化合物是屬于缺電子型芳香環(huán)化合物，具有一定的導(dǎo)電性能并在光伏電池、有機(jī)發(fā)光等領(lǐng)域被廣泛的應(yīng)用。含有喹喔啉環(huán)聚合物的制備及其電致變色、聚合物太陽能電池等方面的研究是最近的研究熱點(diǎn)。對于含有喹喔啉環(huán)的聚合物有過一些研究，但是側(cè)鏈?zhǔn)瞧矫娼Y(jié)構(gòu)的喹喔啉單體與其它富電子環(huán)組成的聚合物研究并不多。噻吩類化合物是一種典型的富電子單元，能夠與其它缺電子單元組成電荷轉(zhuǎn)移型結(jié)構(gòu)。相對噻吩而言，關(guān)于硒吩的報(bào)道較少，硒吩作為最簡單的五元芳香雜環(huán)之一，在有

2、機(jī)合成、導(dǎo)電材料和非線性光學(xué)材料等方面有著重要的應(yīng)用。硒吩與噻吩在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面十分相近，但是二者又存在著一定差異，主要是因?yàn)椋悍肿娱g硒原子的相互作用能加強(qiáng)鏈間的電荷轉(zhuǎn)移；硒吩單體的氧化還原電位低于噻吩；硒原子比硫原子更易于極化；硒原子具有較大的原子半徑等。因此在光電器件中，聚硒吩衍生物的表現(xiàn)在一定程度上不同于聚噻吩。基于以上思路，本文合成了 D-A-D型共軛分子(5,8-二硒吩基萘基喹喔啉、5,8-二硒吩基菲基喹喔啉和2,3-二(4?

3、-辛烷氧基苯基)-5,8-二硒吩基喹喔啉)和它們的聚合物。
　　本論文的主要研究內(nèi)容介紹如下：
　　1.以4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑作為初始原料分別合成了5,8-二硒吩基萘基喹喔啉M1和5,8-二硒吩基菲基喹喔啉M2。并通過電化學(xué)聚合制備了聚合物P1、P2。測試單體M1和M2對酸敏感性，結(jié)果表明兩個(gè)單體都具有較好的酸致變色效應(yīng)。聚合物薄膜P1和P2通過紫外-可見光譜與循環(huán)伏安圖計(jì)算得到的光學(xué)能隙和電化學(xué)能隙，分別為

4、1.49 eV、1.37 eV和1.19 eV、1.02 eV。從聚合物循環(huán)伏安得知，聚合物具有 p-型和 n-型摻雜行為。從光譜電化學(xué)結(jié)果可以看出，聚合物 P1和 P2兩個(gè)都有較好的電致變色行為。聚合物薄膜P1在940 nm處光學(xué)對比度高達(dá)42.9％，響應(yīng)時(shí)間為1.1 s。聚合物薄膜P2在990 nm處光學(xué)對比度20%，響應(yīng)時(shí)間為1.7 s。
　　2.以4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑作為初始原料合成了2,3-二(4?-辛烷

5、氧基苯基)-5,8-二硒吩基喹喔啉M4。并通過電化學(xué)聚合制備了聚合物P3。單體M4的溶解性較好，它也具有較好的酸致變色效應(yīng)。通過聚合物薄膜紫外-可見光譜與循環(huán)伏安圖計(jì)算得到的光學(xué)能隙和電化學(xué)能隙分別為1.48 eV、1.45 eV。從聚合物循環(huán)伏安得知，聚合物具有 p-型和 n-型摻雜行為。從光譜電化學(xué)結(jié)果可以看出，電壓從0 V到1.0 V階梯地變化時(shí)，聚合物顯示電致變色并且聚合物薄膜顏色由深藍(lán)色(中性態(tài))變透明的淺黃色(氧化態(tài))。聚合

6、物薄膜在603 nm處的紫外-可見吸收峰隨著電壓的增加而降低，而在863 nm出現(xiàn)的新吸收峰強(qiáng)度增強(qiáng)。該聚合物薄膜在863 nm處光學(xué)對比度高達(dá)59%，響應(yīng)時(shí)間為1.74 s。
　　3.以得到的單體2,3-二(4?-辛烷氧基苯基)-5,8-二硒吩基喹喔啉進(jìn)行溴化后得到了2,3-二(4?-辛烷氧基苯基)-5,8-二(5?二溴硒吩基)喹喔啉(M5)。通過Sonogashira、suzuki反應(yīng)將這單體分別與含烷氧基的對苯撐乙炔、9,9