新型導電高分子材料的電化學合成及其光譜分析研究.pdf

1、電化學方法是制備導電高分子的重要方法。導電高分子的電化學合成主要是在有機溶劑或水溶液中進行。在這些體系中一些芳香化合物單體由于氧化電位高無法聚合或所得聚合物性能差。在過去25年里，導電高分子主要集中在簡單的五元雜環(huán)聚合物的研究。最近，以稠環(huán)芳香化合物作為單體電化學聚合制備高性能導電高分子成為研究熱點。三氟化硼乙醚是一種中等強度的Lewis酸，可以作為噻吩、苯及其衍生物等芳香單體電化學合成高性能導電高分子的良好電解質(zhì)溶液。另一方面，由于導

2、電高分子的光譜數(shù)據(jù)的積累還很不完善，從而對導電高分子的許多理論性問題的研究受到限制。本論文主要是在三氟化硼乙醚與乙醚或強酸或四氫呋喃等形成的混合電解質(zhì)中進行了強吸電子基團取代吲哚衍生物(如：5-硝基吲哚、5-氰基吲哚)以及二苯并呋喃、聚(N-乙烯基咔唑)的電化學聚合，并對不同條件下獲得的聚合物進行了詳細的光譜分析研究。同時還研究了二苯并呋喃和3-甲基噻吩在三氟化硼乙醚中的電化學共聚合，對不同條件下獲得的共聚物進行了詳細的光譜分析研究。

3、 1、首次在三氟化硼乙醚+乙醚混合電解質(zhì)中強吸電子基團取代吲哚衍生物(5-硝基吲哚、5-氰基吲哚)的電化學聚合及其光譜分析。該體系中5-硝基吲哚、5-氰基吲哚的起始氧化電位分別為1.04，1.15Vvs.SCE，其聚合物電導率約為10-2Scm-1。熒光光譜研究表明制備的聚(5-硝基吲哚)和聚(5-氰基吲哚)分別是良好的綠色、藍色熒光材料。不同電位影響5-硝基吲哚電化學聚合的光譜分析表明低電位有利于5-硝基吲哚的聚合且有利于增加聚

4、(5-硝基吲哚)膜的共軛鏈長。同時還利用紅外光譜、1HNMR及其熒光光譜對聚吲哚、聚(5-甲基吲哚)、聚(5-溴吲哚)進行了詳細的研究。研究表明吲哚及其5-位取代吲哚衍生物聚合發(fā)生在吲哚環(huán)的C2和C3位，且相應聚合物具有良好的藍色熒光性能。 2、首次在三氟化硼乙醚與強酸(三氟乙酸或硫酸)形成的混合電解質(zhì)中進行了二苯并呋喃的電化學聚合，獲得的聚(二苯并呋喃)膜電導率約為100Scm-1。不同強酸濃度影響二苯并呋喃電化學聚合的紅外光

5、譜和1H-NMR譜分析表明低電位可以獲得更長的共軛鏈長。同時，紅外光譜和1H-NMR譜分析表明二苯并呋喃電化學聚合發(fā)生在C(3)C(10)或C(4)C(9)位。三氟化硼乙醚+30％三氟乙酸中制備的摻雜態(tài)或去摻雜態(tài)聚(二苯并呋喃)膜均能部分溶于四氫呋喃和三氯甲烷；然而，三氟化硼乙醚+12.5％濃硫酸中制備的摻雜態(tài)或去摻雜態(tài)聚(二苯并呋喃)膜均能部分溶于二甲亞砜和N，N-二甲基甲酰胺。熒光光譜研究表明長鏈的聚(二苯并呋喃)膜的發(fā)射波長相對于

6、短鏈的聚(二苯并呋喃)膜的發(fā)射波長發(fā)生紅移。 3、首次在四氫呋喃與三氟化硼乙醚溶液(12％，體積比)中實現(xiàn)了聚(N-乙烯基咔唑)的電化學聚合，聚(N-乙烯基咔唑)的起始氧化電位僅為1.07VvsSCE。自支撐聚(聚(N-乙烯基咔唑))膜具有良好的電化學活性和良好的熱穩(wěn)定性且電導率為10-2Scm-1。紅外光譜分析表明聚(N-乙烯基咔唑)聚合位置發(fā)生在苯環(huán)上，從而證明了聚(N-乙烯基咔唑)是通過咔唑單元二次電化學聚合。該體系中獲得