含2,3-二(5′-辛基噻吩基)喹喔啉单元荧光聚合物的合成及性能

以二价钯配合物作为催化剂,通过Sonogashira或Suzuki碳碳偶联反应制备了3种含2,3-二(5′-辛基噻吩基)喹喔啉单元的聚苯撑乙炔类(P1)、聚芴类(P2)和聚咔唑类(P3)π-共轭荧光聚合物。经傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和X射线粉末衍射对其结构进行了表征。利用紫外-可见光谱、荧光光谱和循环伏安等测试手段对其光学与电化学性能进行了研究,并研究了聚合物在CHCl3-CF3COOH溶液中的酸致变色行为。结果表明,3种聚合物在氯仿溶液和薄膜状态下的长波长处的紫外-可见最大吸收峰分别出现在449nm、420nm、418nm和538nm、425nm和420nm处。3种聚合物在氯仿溶液和薄膜状态下的荧光发射峰分别出现在556nm、529nm、558nm和599nm、556nm、569nm处,其在薄膜状态下分别发深红色、亮黄色和橙红色荧光。聚合物的相对荧光量子效率分别为18.1%、26.6%和16.8%。与P1和P3相比,P2显示较好的酸致变色行为,并在三氟乙酸浓度范围为2.692×10~(-3)~40.38×10~(-3) mol/L之间表现出酸浓度与吸光度之间优良的线性关系。通过循环伏安测试,聚合物均具有一定的空穴传输行为。     

主链含2,3-二(4'-辛氧基苯基)喹喔啉单元窄带隙共聚物的合成及性能EI北大核心CSCD

以二(三苯基膦)二氯化钯[Pd(PPh3)2Cl2]或醋酸钯[Pd(OAc)2]与三环己基膦作为催化剂,通过Sonagashira或Suzuki碳-碳偶联反应制备了3种含2,3-二(4'-辛氧基苯基)-5,8-二硒吩基喹喔啉单元的聚苯撑乙炔类(P1)、聚芴类(P2)和聚咔唑类(P3)π-共轭交替共聚物。经傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安、X射线粉末衍射、热重和凝胶渗透色谱等测试手段对其进行了表征并研究共聚物在CHCl3-CF3COOH混合溶液中的酸致变色行为。结果表明,得到的共聚物在甲苯、氯仿、四氢呋喃等有机溶剂里具有很好的溶解性,3种共聚物在CHCl3和薄膜状态下长波长处的紫外-可见最大吸收波长分别在546 nm、542 nm、538 nm和586 nm、552 nm、558 nm处出现。共聚物的光学能隙分别为1.80 e V、1.86 e V和1.84 e V。与P1和P2相比,P3显示较好的酸致变色行为并且三氟乙酸浓度在1.346×10-3~13.46×10-3mol/L范围之间其表现出酸浓度与吸光度之间的线性关系。通过循环伏安测试,共聚物均具有一定的p掺杂和空穴传输行为。     

含2-异丙基氨基-4,6-二(3,4-乙撑二氧噻基)-1,3,5-三嗪π-共轭聚合物的合成及性能

以二价钯配合物作为催化剂,将2-异丙基氨基-4,6-二(2′-溴-3,4-乙撑二氧噻基)-1,3,5-三嗪分别与1,4-二乙炔基-2,5-二辛氧基苯、1,4-二乙炔基-2,5-二(十二烷氧基)苯、2,7-二(4,4,5,5-四甲基硼烷基)-9,9-二辛基芴交替共聚合成了3种π-共轭聚合物P1,P2和P3。经傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安法、X射线粉末衍射和凝胶渗透色谱等测试手段对其进行了表征,并对聚合物在CHCl3溶液的酸致变色行为进行了研究。结果表明,得到的聚合物在CHCl3中的紫外-可见最大吸收波长分别在443nm和431nm处出现。在CHCl3溶液中聚合物P1,P2和P3最大发射峰分别位于507nm,511nm和543nm,其聚合物薄膜的最大发射波长分别为573nm,557nm和559nm。与P1和P2相比,P3的酸致变色敏感性高于2个数量级。聚合物P1和P2均在-2.0~0V出现n-掺杂峰。聚合物X射线衍射谱图显示聚合物均有一定的结晶性。     

主链含2,3-二(4'-辛氧基苯基)喹喔啉单元窄带隙共聚物的合成及性能

以二(三苯基膦)二氯化钯[Pd(PPh3)2Cl2]或醋酸钯[Pd(OAc)2]与三环己基膦作为催化剂,通过Sonagashira或Suzuki碳-碳偶联反应制备了3种含2,3-二(4'-辛氧基苯基)-5,8-二硒吩基喹喔啉单元的聚苯撑乙炔类(P1)、聚芴类(P2)和聚咔唑类(P3)π-共轭交替共聚物。经傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安、X射线粉末衍射、热重和凝胶渗透色谱等测试手段对其进行了表征并研究共聚物在CHCl3-CF3COOH混合溶液中的酸致变色行为。结果表明,得到的共聚物在甲苯、氯仿、四氢呋喃等有机溶剂里具有很好的溶解性,3种共聚物在CHCl3和薄膜状态下长波长处的紫外-可见最大吸收波长分别在546 nm、542 nm、538 nm和586 nm、552 nm、558 nm处出现。共聚物的光学能隙分别为1.80 e V、1.86 e V和1.84 e V。与P1和P2相比,P3显示较好的酸致变色行为并且三氟乙酸浓度在1.346×10-3~13.46×10-3mol/L范围之间其表现出酸浓度与吸光度之间的线性关系。通过循环伏安测试,共聚物均具有一定的p掺杂和空穴传输行为。     

含烷基噻吩与三嗪π-共轭聚合物的合成及性能

以二价镍配合物(Ni(dppp)Cl2)作为催化剂,2-二异丙基氨基-4,6-二氯均三嗪分别与3-丁基-2,5-二溴噻吩格氏(Grignard)试剂、3-辛基2,5-二溴噻吩格氏试剂、3-十二烷基-2,5-二溴噻吩格氏试剂交替共聚合成了3种含2-二异丙基氨基均三嗪的聚合物P1,P2和P3。并经傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安、X射线粉末衍射和凝胶渗透色谱等测试手段对其进行了表征,对聚合物P1在CHCl3溶液中的酸致变色行为进行了研究。结果表明,得到的聚合物在甲苯、氯仿、四氢呋喃(THF)等有机溶剂中溶解性好,3种聚合物的紫外-可见最大吸收波长在372 nm处出现,在CHCl3溶液中聚合物P1,P2,P3最大发射峰分别位于478 nm,549 nm和523 nm。聚合物均在-1.8~0 V出现n-掺杂峰。通过X射线衍射测试聚合物均有一定结晶性但结晶性较差。     

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。     

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。     

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...     

含四嗪单元的聚对苯撑乙炔类聚合物的合成及性能

通过Sonogashira偶联反应,以二(三苯基膦)二氯化钯作为催化剂,将3,6-二氯-1,2,4,5-四嗪分别与1,4-二乙炔基-2,5-二辛氧基苯和1,4-二乙炔基-2,5-二(十二烷氧基)苯交替共聚合成了主链中含四嗪单元的新型聚对苯撑乙炔类π-共轭聚合物P1、P2。经傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安、X射线粉末衍射、热重分析等测试手段对共聚物P1、P2进行了表征。结果表明,所得聚合物P1和P2对常用有机溶剂的溶解性不好。与P2相比,P1有一定的结晶性。P1、P2的紫外-可见最大吸收波长均在450nm处出现。P1与P2在CHCl3溶液中的最大发射峰出现在480nm处。与2-十二烷基-1,2,3-苯并三氮唑聚对苯撑乙炔类聚合物相比,P1、P2具有较高的相对荧光量子效率。循环伏安测试显示聚合物P1、P2均在0~2.0V出现明显的p-掺杂峰。     

聚2,3-二(4'-辛氧基苯基)-5,8-二硒吩基喹喔啉的合成及电致变色性能

通过Stille偶联反应合成了一种D-A-D型单体2,3-二(4'-辛氧基苯基)-5,8-二硒吩基喹喔啉(M7),通过紫外-可见光谱、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱等测试手段进行了结构表征。通过电化学聚合制备了聚(5,8-二溴-2,3-双(4'-辛氧基苯基)喹喔啉)。从聚合物薄膜的紫外-可见光谱与循环伏安图计算的光学能隙和电化学能隙分别为1.48 e V和1.45 e V。从光谱电化学结果可以看出,电压从0~1.0 V阶梯变化时,聚合物显示电致变色并且聚合物薄膜颜色由深蓝色(中性态)变成透明的浅黄色(氧化态)。聚合物薄膜在603 nm处的紫外-可见吸收峰随着电压的增加而降低,而在863 nm出现的新吸收峰强度增强。聚合物薄膜在863 nm处的光学对比度和响应时间分别为59%和1.74 s。     

纳米级聚噻吩衍生物的固相聚合

首次采用固相聚合法在室温条件下制备了聚(3,6-二噻基-哒嗪)[P(DThPD)],聚(1,4-二噻基-苯)[P(DThPh)]和聚(4,7-二噻基-2,1,3-苯并噻二唑)[P(DThB)].并用红外光谱、紫外-可见光光谱、荧光光谱、电子扫描显微镜、电子透射显微镜、循环伏安(cyclic voltammogram)等测试方法,对聚合物进行表征.结果表明,固相聚合法合成的P(DThPD)和P(DThPh)具有纳米颗粒串连的棒状或环状结构;P(DThPD)分别在336 nm、450nm和580nm(w)处有吸收峰;P(DThPh)分别在325nm和410nm处有吸收峰;P(DThB)分别在460nm、550nm和700nm处有吸收峰.P(DThPh)和P(DThB)分别在488nm和599nm处有较强的荧光.循环伏安测试表明,固相聚合法合成的3种聚合物均具有较好的电化学活性.     

含苯并硒二唑组分的聚对苯撑乙炔类共轭聚合物的合成及性能研究

通过钯催化的Sonagashira偶合反应合成出了3种带有不同链长烷氧基侧链,主链中含有2,1,3-苯并硒二唑纽分的聚苯乙炔类共轭聚合物并对其化学结构进行了表征确认.此类聚合物在常用的有机溶剂中具有较好的溶解性和成膜性.通过紫外可见光谱、荧光光谱、循环伏安等对所得聚合物的基本性能进行了探讨.聚合物P7、P9和P12在溶液状态下的紫外吸收分别为421、450和450nm,相对应最大发射分别位于475、482和481nm;固态下聚合物的吸收分别为433、486和486nm,相对应最大发射为575、583和590nm.聚合物的循环伏安测试表明聚合物P7、P9、P12的起始电位为1.19、1.19、1.18V.聚合物非线性光学性能研究表明取代基为十二碳烷氧基的聚合物显示出了良好的三阶非线性光学性能,其三阶非线性光学系数为3.54×10-12esu.     

聚(3-己烷基)噻吩的π-聚集行为

用可见-紫外分光光度法观察了聚(3-己烷基)噻吩(P3HexTh)在氯仿中的π-聚集行为.将乙酸、乙醇、甲醇等聚(3-己烷基)噻吩难溶溶剂加入P3HexTh的氯仿溶液时,产生比较稳定的聚合物聚集态.用直径0.20～0.01 μm滤膜过滤P3HexTh溶液的实验结果显示聚合物胶体颗粒随着溶液中乙酸量的增加而增大.金属配合物催化法合成的头对尾P3HexTh(Zn/Ni)发生π-聚集行为,而用化学氧化法合成的P3HexTh(Fe)没有出现明显的π-聚集行为.     

含二噻基哒嗪的聚芳炔类衍生物的合成与性能研究

以四(三苯基磷)钯(Pd(PPh3)4)和CuI作为催化剂,在二异丙胺和四氢呋喃溶液中,采用宽能带的1,4-二乙炔基-2,5-二(十二烷氧基)苯(PE)和窄能带的3,6-双(5′-溴-2′-噻吩)-哒嗪(TPD)以不同配料比合成了一系列新型聚芳炔。长链烷氧基的存在使得此类聚合物在常用的有机溶剂中具有较好的溶解性和成膜性。通过对上述聚合物的紫外-可见吸收、荧光发射及循环伏安等基本性能进行探讨可知,共聚物在THF溶液中的荧光量子效率为51%～61%;随着共聚物中TPD含量的增加,共聚物薄膜的吸收起始波长及荧光发射波长均有红移。聚合物薄膜的最大发射峰位于540～551nm。     

超支化聚对苯共聚物的合成及表征

利用Suzuki缩聚反应,合成了以1,3,6,8-(N-己基)咔唑为核的新型超支化聚对苯撑共聚物.用红外、核磁共振对聚合物的结构进行测定,表明咔唑以及吡啶单元成功引入聚合物中.聚合物可溶于四氢呋喃、氯仿和甲苯等有机溶剂.用凝胶渗透色谱法测得超支化聚合物的分子量在40000～110000之间,分子量随着1,3,6,8-(N-已基)咔唑含量的增加逐渐增加.超支化聚合物在溶液和薄膜状态下的吸收峰分别位于315～334nm和402～410nm之间.随着支化咔唑单元含量的增加,超支化聚合物的吸收峰均发生一定程度的蓝移.超支化聚合物在溶液和薄膜状态下的最大发射峰分别位于402～410nm和402～415nm之间,并且随着引入的支化咔唑单元含量的增加,分子内发生更加有效的分子内电荷转移,PL光谱发生略微的红移.     

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。     

2-甲基-8-羟基喹啉镓配合物的合成及发光性能研究

合成了2-甲基-8-羟基喹啉镓配合物(Ga(mhq)3),通过红外光谱、氢核磁谱确认其结构,进一步通过紫外-可见吸收光谱、循环伏安曲线、荧光发射光谱和电致发光光谱表征了其光学带隙及发光性质。实验结果表明Ga(mhq)3紫外吸收峰在259和365nm处,由紫外吸收得到光学带隙为3.10eV。在四氢呋喃溶液中,416nm激发下,荧光发射峰在496nm,为蓝绿色荧光;在360nm波长的激发下,Ga(mhq)3粉末发射峰在472nm处,属蓝绿光发射。将其做成器件A:ITO/NPB(50nm)/Ga(mhq)3(30nm)/LiF(1nm)/Al(100nm),得到最大亮度为901.5cd/m2,最大发射波长为508nm。加入电子传输层Alq3对器件A进行优化后,最大亮度达到4339cd/m2。     

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。     

聚[3-(6-溴己基)噻吩]的合成与表征

以3-溴噻吩、正丁基锂和1,6-二溴己烷为原料,经过改良的Li-Br交换反应、溴化反应、GRIM法成功合成了聚[3-(6-溴己基)噻吩]。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR),核磁共振波谱(1 H-NMR)、GPC、紫外吸收分光光谱(UV-Vis)及荧光发射光谱(PL)对中间产物及聚合物进行了结构和性能表征。结果表明,所合成聚合物与目标产物的结构一致。聚合物的数均分子量为5725,多分散系数为1.39,在氯仿溶液中最大吸收波长在398nm,最大发射波长在553nm。     

3-羟基肉桂酸-聚乙二醇共聚物的制备及其性能研究

以3-羟基肉桂酸(3HCA)和聚乙二醇(PEG)为单体,通过熔融缩聚反应,制备了一种新型光敏性聚合物(P3HCA-b-PEG),并利用红外和核磁对其组成结构进行了表征,并对聚合物的光敏和荧光性能进行了分析。研究表明:通过对单体投料比的控制,材料具有了可控的光敏和荧光性。聚合物中肉桂酰基的紫外特征吸收峰强度随着紫外光照时间的增加而逐渐减弱,且3HCA含量越多,强度减弱越快;聚合物的荧光发射光谱出现在400~650nm之间,3HCA含量越大,聚合物的荧光强度越大,并呈现出一定的线性关系。