季铵盐型聚噻吩衍生物的合成、表征及其光电性能研究

为了使聚噻吩衍生物可以溶解在乙醇/水中,实现其水溶性.通过酯化反应合成了6-氯己基噻吩-3-羧酸酯,6-氯己基噻吩-3-羧酸酯与三乙胺反应合成3-噻吩-乙酰基-氧己基-三乙基氯化铵;采用Fe(Ⅲ)对3-噻吩-乙酰基-氧己基-三乙基氯化铵进行催化聚合,得到聚噻吩衍生物聚(3-噻吩-乙酰基-氧己基-三乙基氯化铵).采用傅里叶红外光谱仪对合成的中间单体及聚合物结构进行表征,使用凝胶渗透色谱对合成的聚合物的分子及分子量分布进行测试;通过紫外-可见分光光度计测定了目标聚合物的带边吸收波长.将目标聚合物与石墨烯的乙醇/水溶液,采用旋涂法制备出太阳能电池器件,并对其输出特性进行测试.研究结果表明:将聚(3-噻吩-乙酰基-氧己基-三乙基氯化铵)与石墨烯的复合物作为活化层制备的太阳能电池器件,光照条件下测试,开路电压为0.565 9V,短路电流为0.162 4A,能量转换效率为3.75×10~(-2)%.在暗箱中测试,开路电压为4×10~(-4) V,短路电流为4.88mA,能量转化效率为5.5×10~(-3)%.自然光照下,其能量转换效率是暗箱中的6.8倍,说明聚噻吩衍生物具有光伏性能,但该器件能量转换效率较低.     

聚（3-噻吩乙酸）的合成与表征

以3-噻吩乙酸为单体,通过化学氧化法制备了聚（3-噻吩乙酸甲酯）,将其水解后得到聚（3-噻吩乙酸）,聚（3-噻吩乙酸）在强极性溶剂中具有较好的溶解性.通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）和核磁共振谱（1H NMR）对聚合物的结构进行了分析,证实所得聚合物的结构以HT-HT键接方式为主;凝胶渗透色谱（GPC）测得聚（3-噻吩乙酸）数均分子量为1.2万,分子量分布指数1.5;差示扫描量热仪（DSC）测试表明该聚合物具有较好的热稳定性,玻璃化化转变温度（Tg）为164℃;紫外-可见光谱（UV-Vis）分析得出聚（3-噻吩乙酸）吸收光谱范围是200～550nm,光学能隙为2.43eV.     

3-甲基噻吩溴化物的合成与表征

以3-甲基噻吩及NBS为原料,合成得到2-溴-3-甲基噻吩和2,5-二溴-3-甲基噻吩;确定气相色谱检测方法,并通过气相色谱检测反应进程确定反应终点.结果表明:当反应温度为40℃、反应时间为8.5 h时,2-溴-3-甲基噻吩收率为87%,产品纯度大于98%(GC);当回流反应11 h时,2,5-二溴-3-甲基噻吩收率为78%,产品纯度大于98%(GC).IR、1H NMR表征表明所得产品结构正确.     

（S）-N,N-二甲基-3-羟基（2-噻吩基）丙胺的合成

为了解决（S）-N,N-二甲基-3-羟基（2-噻吩基）丙胺合成工艺中操作较复杂,产率低的问题,以2-乙酰噻吩、二甲胺盐酸盐、多聚甲醛为起始原料,经曼尼希反应、硼氢化钠还原和S-（＋）-扁桃酸拆分合成（S）-N,N-二甲基-3-羟基（2-噻吩基）丙胺.采用单因素分析方法考察了浓盐酸的用量、投料比、反应时间对产物收率的影响,得到各步反应的最佳工艺条件：曼尼希反应的最佳投料比为n（2-乙酰噻吩）∶n（浓盐酸的用量）=15∶1,产物收率可达90.6％;还原反应在25℃下,投料比为n（3-二甲胺基-1-（2-噻吩基）-1-丙酮盐酸盐）：n（硼氢化钠）=1∶0.55,反应6h时效果最佳;拆分反应的最佳条件是反应温度85℃,反应45mim优化后反应的总收率可达60.3％,目标产物经核磁共振氢谱、质谱确认.该合成工艺原料便宜易得,反应条件温和,工艺操作简便适合工业化生产.     

3-噻吩丙二酸的合成研究

3-噻吩丙二酸是β-内酰胺类抗生素替卡西林钠的重要侧链中间体,介绍了用简单、易行的合成路线进行β-噻吩丙二酸的合成研究。由β-溴噻吩制得β-碘代噻吩的过程中,通过实验发现最佳反应条件如下：噻吩、CuI的物质的量比为l：1．5,原料浓度为1．5mol／L（溶剂为喹啉）,反应时间为20h,反应温度为140℃时,反应收率可由原来的42．0％提高到68．3％。其熔点与文献报道一致,结构经红外光谱、核磁共振谱得以确认。中试较小试收率提高2．78％。     

嵌段共聚物P3HT-b-P3TEGT对P3HT/ZnO杂化太阳能电池的性能影响

采用格氏置换聚合法合成了一系列不同嵌段比的全共轭两亲性嵌段共聚物——聚(3-己基噻吩)-嵌段-聚(3-三乙二醇-噻吩)(P3HT-b-P3TEGT),并将其作为添加剂引入到聚(3-己基噻吩)(P3HT)/ZnO杂化太阳能电池的活化层中,探讨其嵌段比对P3HT/ZnO杂化体系微观形貌和性能的影响。结果表明:P3HT-b-P3TEGT的引入能够改善P3HT和ZnO的相容性,提高P3HT链段的有序堆砌和结晶性,优化P3HT/ZnO杂化薄膜微观形貌,从而有效提升器件效率和热稳定性。     

溶剂体系对聚(3-辛基噻吩)纳米线的结构性能调控及纳米线形成机制的原位研究

针对聚(3-烷基噻吩)纳米线的微结构调控与解析、结晶过程中结构演变的机理方面存在的问题,选用两种溶剂体系制备了聚(3-辛基噻吩)(P3OT)纳米线。实验中首先考察了溶剂体系对P3OT纳米线结构与热性能的影响,随后借助原位研究阐明了纳米线的形成机制。结果表明:向P3OT的不良溶剂苯甲醚中添加少量良溶剂氯仿后,得到的P3OT纳米线主链和侧链构象的规整程度更好,π-π相互作用更强,更高的结构规整性导致其热稳定性提高。变温紫外光谱的研究证实,P3OT在混合溶剂中的结晶行为遵循传统高分子的结晶动力学。     

聚3-己基噻吩和3-十二烷基噻吩的合成研究

采用FeCl3法合成了聚3-己基噻吩(P3HT)和聚3-十二烷基噻吩(P3DDT),用GPC法和1H-NMR法对结构进行了表征,用Tg法研究了它们的热稳定性,并对溶液和薄膜的紫外-可见吸收性能、光致发光性能和能隙进行了对比研究.P3HT和P3DDT溶液最大吸收峰分别在420 nm和413 nm,相应的发射峰分别为602nm和573 nm;薄膜的最大吸收峰分别为430 nm和415 nm,相应的发射峰分别为622 nm和589 nm,它们的禁带宽度分别为 1.9 eV和2.2 eV.     

有机中间体2-溴噻吩的合成研究

分别采用冰乙酸溶剂法、四氯化碳溶剂法、直接溴化法合成了2-溴噻吩,重点考察了加溴方式、加溴时间、原料配比、反应温度等影响因素对直接溴化法生产2-溴噻吩工艺的影响,并对三种生产工艺的生产成本进行了对比分析.实验结果表明:冰乙酸溶剂法和四氯化碳溶剂法不适合工业化生产,而直接溴化法是比较理想的生产工艺.将溴以蒸汽状态通入液体噻吩中进行反应产率较高,且副产物最少.溴是否预热和溴蒸汽通入时间对2-溴噻吩产率影响比较明显;直接溴化法的最佳工艺条件为:原料配比为0.55∶1-0.6∶1;反应温度为65℃-75℃;加溴时间为6-8 h.     

2-苯基-4-噻吩吡咯的合成与表征

通过对吡咯环进行化学修饰合成了一种新型的氟硼二吡咯类染料中间体2-苯基-4-噻吩吡咯.以2-苯基氮丙啶和2-乙酰基噻吩为原料,在常温条件下合成了2-苯基-4-噻吩吡咯.收率达82％,产物通过H-NMR、HRMS进行表征,并推断了其可能的反应机理.     

2,2-二氰基甲叉-3-氰基-4-（N,N-二乙氨基苯乙烯基）-5,5-二甲基-2,5-二氢呋喃的合成及光学性质

设计并合成了＂D-π-A＂绿色发光化合物,2,2-二氰基甲叉-3-氰基-4-（N,N-二乙氨基苯乙烯基）-5,5-二甲基-2,5-二氢呋喃,用IR,1H NMR和元素分析表征了它的结构并测试了其在不同环境中的光谱性质。化合物在氯仿中（1×10-4mol/L）的最大波长吸收峰（λmax）位于535 nm处。在530 nm激发波长的激发下,该化合物显示出很强的荧光发射峰,位于681 nm（氯仿中）处。随着化合物（氯仿中）浓度的增加,荧光强度增强,但浓度增加至1×10-3mol/L时,出现猝灭现象。溶剂极性也对发射波长和荧光强度产生影响,随着溶剂极性增大,最大发射波长红移且荧光强度增强,从558 nm（苯中）红移到623 nm（丙酮中）。     

IR Spectra Analysis of SiO_2-TiO_2-GeO_2 Gel Glass of CO_2 Laser Transmitting Hollow Waveguide

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｈｏｌｌｏｗｗａｖｅｇｕｉｄｅｆｏｒｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇＣＯ2ｌａｓｅｒｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎｏｍａｌｏｕｓｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｒｅｓｏ ｎａｎｃｅａｂｓｏｒｐｔｉｏｎａｔｔｈｅｗａｖｅｎｕｍｂｅｒｏｆ 94 0ｃｍ- 1[1- 3 ] .Ｈｏｗｅｖｅｒ ,ｔｈｅＩＲａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｌｉｃａｇｌａｓｓｍａｉｎｌｙｔａｋｅｓｐｌａｃｅａｔｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓｂｅｔｗｅｅｎ 7.6 9ａｎｄ 9.6 2 μｍ ,ａｓａｒｅｓｕｌｔ,ａｌｍｏｓ…     

Synthesis, characterization and protonation study of novel poly(thioether imide)s based on aromatic heterocyclic diimide

Novel poly(thioether imide)s were synthesized by 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, and aromatic heterocyclic chlorodiimids through nucleophilic substitution reaction as alkali catalysts were presented. The poly(thioether imide)s exhibited good thermal property. The glass transition temperatures of polymers were around 373 ℃, and 10% weight loss temperatures were in the range of 450-500 ℃ in nitrogen/air atmosphere. Meanwhile, the chloroform dilute solutions of these polymers could show strong UV-vis absorption peaks at about 289 nm. After being protonated by inorganic acids (HCl), the new shoulder absorption peaks were observed at 350 nm. The PL absorption bands of polymer solutions were in the region of 350-550 nm, which showed the green-yellow fluorescence.     

甲醇对噻吩在La-HZSM-5分子筛上转化反应的影响

在固定床微型反应器中,探讨了甲醇对噻吩在La-HZSM-5(硅铝物质的量比为25)分子筛催化剂上的催化脱硫转化反应规律的影响。结果表明,合适的反应条件为:反应温度为623K,氧化镧质量分数为1.0%的La-HZSM-5分子筛催化剂,剂油比为0.5,甲醇与溶剂苯的体积比为1∶2,质量空速为14h-1,此时噻吩的转化率和硫化氢的产率分别达到了51.3%、18.1%,比未加甲醇时分别提高了20.7%、9.9%;同样的甲醇浓度,在HZSM-5分子筛催化剂上噻吩的转化率和硫化氢的产率分别达到了32.4%、9.5%,比未加甲醇时分别提高了11.6%、5.4%。     

新型含非共轭单元的光伏材料的合成及表征

基于高性能半导体聚合物给体聚［（2,6-（4,8-双（5-（2-乙基己基）-噻吩-2-基）-苯并［1,2-b:4,5-b’］二噻吩））-alt-（5,5-（1’,3’-二-2-噻吩基）-5’,7’-双（2-乙基己基）苯并［1’,2’-c:4’,5’-c’］二噻吩-4,8-二酮）］（PBDB-T）,通过Stile偶联聚合反应,首次合成了一种含非共轭单元的新型聚合物给体材料聚［（2,6-（4,8-双（5-（2-乙基己基）-噻吩-2-基）-苯并［1,2-b:4,5-b’］二噻吩））-（5,5-（1’,3’-二-2-噻吩基）-5’,7’-双（2-乙基己基）苯并［1’,2’-c:4’,5’-c’］二噻吩-4,8-二酮）-1,3-双（2-噻吩基）丙烷］（PDBS-5）,并将其应用于有机太阳能电池。紫外-可见光谱表明:相比于PBDB-T,非共轭单元的引入降低了PDBS-5吸收光谱中堆积峰的吸收强度,表明分子间π-π堆积减弱;循环伏安测试表明非共轭单元的引入降低了聚合物的能级。基于PDBS-5:IT-4F共混膜制备出能量转换效率达到7.42%的有机太阳能电池。研究结果表明含非共轭单元的聚合物PDBS-5是有潜力的有机太阳能电池给体材料。     

Brφnsted酸性离子液体在汽油烷基化脱硫中的应用

首次提出以BrФnsted酸性离子液体[BMIM]HSO4和H2SO4的复配体系作催化剂,用于汽油烷基化脱硫研究。研究结果表明,在相同反应条件下,相比硫酸,复配体系能够在最大限度不改变烯烃组成的情况下有效催化噻吩与烯烃进行烷基化反应;噻吩转化率随反应温度的增加而增加,但当温度超过45℃后,烯烃聚合速率增加幅度远大于噻吩转化幅度;噻吩转化率随反应时间的增加而增加,反应2h后反应基本达到平衡。     

新型含环己烯结构的联苯型聚醚酮的合成及表征(Ⅰ)

合成了一种新型聚合单体１－甲基－４,５－二（４－氯代苯甲酰基）环己烯,并与对苯二酚经亲核取代反应,成功地合成了含环己烯结构的联苯型聚醚酮聚合物。用ＦＴ－ＩＲ、１Ｈ－ＮＭＲ、ＤＳＣ、Ｘ－射线衍射等方法对聚合物进行了表征,并研究了聚合物的溶解性能。结果表明,聚合物是一种具有较高的玻璃化温度的可溶性无规共聚物。聚合物含有不饱和双键结构,是一种反应性高分子。     

CaO-Zr02-Ti02-A1203-B203-Si02玻璃陶瓷的制备及化学稳定性研究

玻璃陶瓷是固化处理中、高放废物和α废物较为理想的候选材料之一。研究了特定条件下制备的CaO-ZrO2-TiO2-A120，-B20，-SiOz体系玻璃陶瓷在水淬和空气中自然冷却的两种冷却制度对其结晶行为和显微结构的影响，用粉末浸泡实验方法测试了其化学稳定性。结果表明：自然冷却形成的玻璃陶瓷晶相主要是ZrSiO。和ZrTiOt；在25-70℃范围内，温度对玻璃陶瓷浸出率无明显影响，90℃下浸出率比25℃，40℃，70℃的浸出率高一个数量级；7d元素总的归一化浸出为1．87g／m^2。