三苯胺-芴-苯并噻二唑共聚物的合成及光电性能

采用Suzuki偶合反应合成了含有推拉电子基团的三苯胺-芴-苯并噻二唑共聚物(TPA-PF8-BT),其中供电子基团为三苯胺单元(TPA),吸电子基团为苯并噻二唑单元(BT)。通过核磁共振法、凝胶渗透色谱法、紫外-可见光光谱法和循环伏安法等对其进行了分析研究,并与芴-三苯胺共聚物(PF8-TPA)的性能进行了对比。结果显示,三苯胺-芴-苯并噻二唑共聚物的能带隙宽度Eg为2.39 eV,最低未占分子轨道(LUMO)能级为-3.01 eV,最高已占分子轨道(HOMO)能级为-5.40 eV,与PF8-TPA相比,其能带隙宽度及LUMO能级均有所降低。基于TPA-PF8-BT器件(器件结构为氧化铟锡导电玻璃(ITO)/Copolymer(70 nm)/Al(100 nm))的短路电流是基于PF8-TPA器件的短路电流的近3倍,光电性能得以改善。     

新型双向传输型区域规整噻吩嵌段共聚物的合成与研究

通过McCullough法制备出区域规整的HT3-十二烷基噻吩均聚物（HTP3DDT）及3-十二烷基噻吩-恶二唑嵌段共聚物（HT P3DDT-OXD）。利用NMR、GPC等方法对其结构进行了分析表征，均聚物和共聚物的紫外吸收和荧光发射最大波长分别为：387、326、435和463nm，分别发射出明亮的青光和青绿光。同时采用循环伏安法对其电化学性能进行了测定，发现3-十二烷基噻吩-恶二唑嵌段共聚物在正、负区域分别出现了氧化还原峰对，且负区域的一对氧化还原峰出现在较负的方向，具有较高的电子亲和势（-3．17eV），有利于电子从阴极的注入。结果表明：区域规整的3-十二烷基噻吩-恶二唑二元嵌段共聚物实现了集空穴、电子双向传输为一体的高性能的聚合物光电功能材料的性能要求。     

聚3-烷基噻吩系列物的合成与表征

采用Fe(III)催化剂合成法合成聚3-丁基噻吩(P3BT)、聚3-己基噻吩(P3HT)和聚3-十二烷基噻吩(P3DDT)。用GPC和1 H-NMR对所合成的聚合物的相对分子质量和结构进行表征,用SEM对所合成的聚合物的表面形貌进行观察,并用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究3种聚合物氯仿溶液的光学性能。结果表明,用该方法合成的聚合物以非晶态形式存在;具有较高的相对分子质量;在氯仿溶液中,P3BT、P3HT、P3DDT的最大吸收峰分别为:436nm、437nm和430nm,最大发射峰分别为570.0nm、581.2nm和573.8nm。综合分析发现P3HT更适于用做聚合物太阳能电池材料。     

侧链含环金属铱配合物的芴-咔唑有机磷光聚合物的合成和光电性能

以聚芴为主链,通过Suzuki偶联反应合成了一类新型侧链含环金属铱配合物的芴-咔唑有机磷光聚合物PFCzIrpiq,通过凝胶渗透色谱仪测定其分子量,通过核磁共振氢谱表征化学结构,研究了聚合物的光电性能。以该聚合物为发光层制备结构为ITO/PEDOT:PSS(50 nm)/PFCzIrpiq(45 nm)/LiF(0.5 nm)/Al(150 nm)的器件,测试了器件的电致发光性能。结果表明,在聚合物单体中铱配合物单元摩尔投料比对聚合物的发光颜色影响较大:当铱配合物单元摩尔投料比为1%时聚合物器件的色坐标为(0.22,0.22),位于蓝光区域;当增大到5%时聚合物器件色坐标为(0.65,0.35),位于红光区域;随着铱配合物单元摩尔投料比的增大,器件的启亮电压变化较小,而器件的电流密度逐渐减小,器件的最大发光亮度逐渐增大。当铱配合物单元摩尔投料比为5%时,器件的最大发光亮度为48 cd/m2。     

巯基化P3HT衍生物的合成与表征

用GRIM(Grignard Metathesis Method)合成了聚(3-溴己基噻吩),并在硫代乙酸钾和氢化铝锂的作用下合成了巯基化的P3HT衍生物聚(3-(6-巯基己基)噻吩)。通过红外光谱、核磁共振波谱、凝胶渗透色谱、紫外-可见光谱、荧光光谱以及电化学分析对中间产物和最终产物的结构和光电性能进行了表征。结果表明,所合成聚合物与目标产物的结构一致,聚合物的数均相对分子质量为5621,多分散系数为1.39,在氯仿溶液中最大吸收波长为408 nm,最大发射波长为545 nm,电化学能隙为1.81 eV。     

可交联的聚3-(4-叠氮基苯甲酰氧基乙基)噻吩的合成及性能

采用FeCl3作为催化剂的氧化偶联聚合法合成了具有交联活性的聚3-(4-叠氮基苯甲氧基乙基)噻吩(P3AET)。用核磁共振、红外光谱、凝胶液相色谱、热重分析、差示扫描量热法、紫外-可见光光谱和循环伏安法表征了聚合物的结构、热稳定性能、交联特性和光电性能。结果表明,P3AET的氯仿溶液的紫外吸收区域为340 nm~550 nm,最大吸收峰在420 nm左右处,聚合物热交联温度约为170℃,电化学禁带宽度约为1.96 eV。P3AET有望作为聚合物太阳能给体材料。     

分级结构苯并噻二唑聚合物应用于可见光诱导硫醚选择性氧化

以4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑为光活性基团,将其与1,3,5-三乙炔苯通过Sonogashira偶联反应合成出苯并噻二唑功能化的CMP-3-BT共轭微孔聚合物.所合成的CMP-3-BT由微球和弯曲丝状纳米带组成,呈现出复杂的分级结构,且具有半导体性质,其禁带宽度为2.24 eV.以蓝光LED灯(425 nm,3 W)为光源,以过氧化氢为辅助剂,在室温和氧气氛围下,CMP-3-BT可将各种取代苯甲硫醚高效、高选择地氧化成相应的甲基苯基亚砜.电子顺磁共振谱表明上述光催化过程产生的1 O2和O·-2是氧化苯甲硫醚的主要活性物种.CMP-3-BT经过6次循环使用后催化性能未发生改变,表明CMP-3-BT是一种结构稳定、性能优异、可循环利用的绿色催化剂.     

苯并三氮唑与噻吩交替共聚物的合成及性能研究

以4,7-二溴-2-十二烷基-1,2,3-苯并三氮唑和带不同碳数烷基的3-烷基噻吩格式试剂为单体,通过Ni(Ⅱ)配合物催化法分别合成了带有丁基、辛基和十二烷基侧链的共聚物,并采用FT-IR、1H-NMR对其化学结构进行了表征。所得共聚物的M n分别为0.57×104,0.59×104和0.49×104g/mol,其M w(g/mol)分别为1.25×104,1.24×104和0.96×104g/mol。所得共聚物在CHCl3、THF等溶剂中具有较好的溶解和成膜性。聚合物在CHCl3溶液中的紫外-可见最大吸收波长分别为433,432和415 nm,共聚物在固态薄膜状态下的紫外-可见最大吸收波长与溶液比较约红移8nm。3种共聚物表现出较好的荧光性能。     

9,9-二(丙酸六氟丁酯)芴共聚物的合成及荧光性能

采用迈克尔加成反应合成了含氟芴单体2,7-二溴-9,9-二(丙酸六氟丁酯)芴(FHFBP),进一步采用铃木反应制备了不同FHFBP结构单元含量的9,9-二(丙酸六氟丁酯)芴-9,9-二辛基芴共聚物(PF8FHFBP)。通过红外光谱、核磁氢谱、紫外光谱和荧光光谱等方法对其结构和性能进行了表征。结果表明,成功合成了相对分子质量较高的含氟聚芴PF8FHFBP,并且在甲苯、四氢呋喃(THF)和氯仿等常用的有机溶剂中具有良好的溶解性。含氟侧链的引入有效地提高了聚合物的疏水性,但使得波长440 nm处聚芴的荧光峰渐渐消失,在530 nm附近出现了1个新的峰。可能是含氟侧链的引入使聚合物侧链产生结晶现象,主链之间更加致密的堆砌产生出激基缔合物,通过不同浓度共聚物溶液的荧光光谱与共聚物的差示扫描量热测试作了进一步分析讨论。     

采用双四氢糠丙烷/四氢呋喃复合调节体系合成苯乙烯-丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物

采用双四氢糠丙烷(DTHFP)/四氢呋喃(THF)二元调节体系作为结构调节剂阴离子法制备了苯乙烯-丁二烯-异戊二烯嵌段共聚物,研究了其选择性加氢产物的性能。DTHFP/THF复合调节体系比THF单独调节活性更高,3,4-PI含量较低,调节效果更为理想。以环己烷为溶剂,采用三段或者两段加料法,双四氢糠丙烷和丁基锂的摩尔比为n(DTHFP)/n(Li)=0.25,THF和丁基锂摩尔比为n(THF)/n(Li)=4.2,合成了苯乙烯-氢化(丁二烯/异戊二烯)嵌段共聚物(EPEBS)和苯乙烯-氢化异戊二烯共聚物(SEP),对其性能进行比较后发现软段中含有2种聚合物单元的EPEBS更适合作为增稠剂用胶凝剂。     

新型窄带隙聚方酸菁的合成与光电性质

为了寻找更好的聚合物太阳能电池材料,我们首先通过Leimgruber-Batho法合成了苯并双吡咯M1及其正丁基取代的衍生物M1a,并以它们为给电子性单体,分别与吸电子性单体方酸交替共聚得到聚合物P1和P1a。用TGA、GPC表征聚合物的热稳定性和分子量,并通过紫外-可见光吸收光谱、循环伏安法研究了它们的光电性能。结果表明,两种聚合物分解温度均高于300℃,其中P1a的紫外-可见光最大吸收峰出现在597nm,带隙为1.73eV,而且其LUMO能级为-3.85eV,与最常用的有机n型材料PCBM的HOMO能级相当(-3.91eV),有可能在聚合物太阳能电池中得到应用。     

一种含铱共聚物及其性能与应用

采用差示扫描量热法(DSC)和热重分析法(TGA)研究了一种含铱配合物的新型共聚物PVKIr的热性能。结果表明,该聚合物的玻璃化转变温度(Tg)为220.04℃,起始分解温度(Td)为454.31℃,具有良好的热稳定性。利用该聚合物为发光材料制备了电致发光器件ITO/聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)(45nm)/2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-口恶二唑(PBD):25%PVKIr(80nm)/2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉(BCP)(15nm)/三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)(30nm)/LiF(1nm)/Al,其最大发射峰在532nm,起亮电压为13V。该器件在驱动电压为21V时,达到最大亮度86cd/m2,而此时电流密度为192mA/cm2。     

噻吩类电致发光材料的能级结构及光电性能研究

用循环伏安法测试了一系列噻吩类聚合物和单体的氧化还原电位,确定了系列化合物的能级结构,比较了主链上不同取代基团及形成共聚物对聚合物能级和光电性能的影响,为高性能发光器件的制作提供了依据.结果表明,随着噻吩环3位取代烷基碳链的增长,单体带隙减小;形成聚合物有利于降低带隙;通过共聚方式引入聚合物主链的噁二唑吸电子基团可以改进其电子传输性能.     

新型窄带隙聚合物太阳能电池材料的合成及性能研究

为了寻找更优异的太阳能电池材料,通过stille偶联反应以2,2′-联噻吩作为给体单元,以4,7-二(3-己基噻吩-2-基)-5,6-二氟-[2,1,3]苯并噻二唑作为受体单元,合成了一种新型聚合物。通过引入支链和氟原子提高了聚合物的性质。利用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振氢谱仪表征了聚合物的结构,采用热重差热综合热分析仪表征了聚合物的热稳定性,并通过紫外-可见吸收光谱和循环伏安法研究了其光电性能。结果表明,聚合物的热分解温度为366℃,带隙为2.16eV,理论开路电压为1.02V,在聚合物太阳能电池的制备中可将其作为给体材料。     

基于噻吩-蒽单元的无规共聚物电化学制备及其电致变色性能研究EI北大核心CSCD

蒽单元嵌入聚噻吩主链能显著调控聚合物的变色性能,但其聚合电位偏高易导致聚合物的成膜质量和性能较差。为降低含蒽单元的单体电聚合电位,通过Stille偶联反应合成了9,10-二(2-噻吩基)蒽单体(Th-An-Th),并分别在BFEE,BFEE+CF_(3)COOH,LiClO_(4)/ACN和LiClO_(4)/PC等聚合媒介中进行电化学聚合。结果表明:Th-An-Th难以通过电化学反应共聚,但可以作为共单体与噻吩(Th),3-甲基噻吩(MeTh),3,4-亚乙基二氧噻吩(EDOT)和硒酸(SePh)在低电位下进行无规共聚,得到系列无规共聚薄膜P1,P2,P3,P4。循环伏安和FTIR测试证实了聚合过程和共聚物的特征结构,光谱电化学测试结果表明,系列共聚物均具有丰富的颜色变换性能,在-0.6 V到1.0 V扫描下,P1,P3,P4膜可实现4种颜色的变化,且表现出良好的近红外变色能力。共聚物薄膜具有较快的开关响应速度和良好的电化学稳定性,P4膜在521 nm处漂白和着色响应时间分别为1.9 s和3.4 s,光学对比度为35.6%,在210次循环变色后,共聚物光学对比度仅损失2.3%,电化学循环400次仍保持82%的电化学活性。     

PbSe纳米晶的制备及在太阳能电池中的应用

基于简单的溶剂注射工艺制备了PbSe纳米晶，利用平均粒径为5nm的PbSe米晶制备了P3HT／PbSeeh,P3HT／PbSe／PCBM两种结构的纳米晶聚合物太阳能电池，P3HT／PbSe电池的最高光电转换效率为O．19％，而基于三相体系P3HT／PbSe／PCBM池的光电转换效率为2．09％，说明PCBM对提高电池的光电转换效率具有重要的作用。     

P3HT及CTCHT修饰纳米TiO2的光电性能研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了聚3-己基噻吩(P3HT)及3-己基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物(CTCHT)修饰纳米结构TiO2电极的光电转换性质。结果表明,经修饰后的纳米TiO2电极光电流明显增强,光电转换效率得到明显提高。在复合膜电极中存在p-n异质结,异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离,降低了电荷的反向复合几率,提高了光电转换效率。     

利用Heck反应制备3-甲基噻吩与芴的嵌段共聚物及其性能

采用Heck反应合成了3-甲基噻吩齐聚物及3-甲基噻吩与芴的交替和嵌段共聚物。用凝胶渗透色谱（GPC）、核磁共振谱（1H-NMR）、紫外-可见光谱和荧光光谱对所得聚合物进行了表征。结果表明,利用Heck反应成功地制备了上述聚合物。在溶液和薄膜状态下嵌段共聚物与交替共聚物的最大紫外吸收峰分别为414 nm、394 nm和...     

发光层掺杂多层结构绿色OLED光电性能研究

采用真空热蒸镀方法,制备了四种多层结构OLED器件,其结构为:ITO/CuPc(20nm)/α-NPD(60nm)/Alq3(40nm):C545T(X%)/Alq3(20nm)/LiF(10nm)/Al(100nm),其中X%为发光层掺杂浓度,实验中分别取1%、2%、3%、4%,都获得了性能稳定的绿色OLED器件。从实验结果分析可知:绿色OLED器件的电流-电压(I-V)特性曲线,亮度-电压(L-V)曲线,亮度-电流(L-I)曲线及效率等光电性能随着掺杂浓度的变化而随之改变。从其中总结规律,对OLED器件制作工艺有一定的指导作用。     

水热法合成CdSe/P3HT复合纳米晶

以1-十八烯(ODE)为反应介质,硬脂酸镉和硒粉分别为镉源和硒源,聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(P3HT)为模板,在无三丁基膦或三辛基膦参与的条件下,采用水热法在较低温度下原位合成了硒化镉/聚(3-己基噻吩-2,5-二基)(CdSe/P3HT)复合纳米晶。并对CdSe/P3HT复合纳米晶的结构、形貌和性能进行了表征。研究结果表明:制得的CdSe/P3HT复合纳米晶平均粒径5.27nm,分布均匀,排列整齐,晶面间距为0.350nm,荧光淬灭强度为38.7%,用于光电材料可提高光电转化效率。