主链含苯并二噻吩的D-A结构甲壳型共轭聚合物的合成与表征

以给电子的苯并二噻吩(Donor)作为聚合物的主链、吸电子氰基为端基的三联苯液晶基元(Acceptor)作为侧链,并在苯并二噻吩苯环空位上引入不同的基团,通过Suzuki和Stille偶联反应,聚合得到2种甲壳型共轭聚合物P1(PBDTTTP-CN)和P2(PBDTDTTTP-CN)。2种聚合物溶解性良好,热重测试表明2种聚合物有较好热稳定性,热降解温度高于300℃。紫外可见吸收光谱表明2种聚合物在280～570 nm范围有较宽的吸收,电化学测试2种聚合物的带隙分别为2.10 eV和2.15 eV,表明新型聚合物是一种性能良好的潜在电致发光材料。     

含对苯二甲酸双(对甲氧基苯)酯液晶基元聚噻吩的合成

从设计合成单体噻吩取代对苯二甲酸双(对甲氧基苯)酯入手,以FeCl3为催化剂,CHCl3为溶剂,合成了一种新型以聚噻吩为共轭主链的共轭聚合物.利用核磁共振(1H-NMR),红外光谱(IR)等方法表征了单体和聚合物的结构.利用差示扫描量热仪(DSC)、带热台的偏光显微镜(POM)、紫外光谱(UV)和荧光光谱(PL)研究了聚合物液晶性和光学性能.结果表明,该聚合物为无规聚合物.通过偏光显微镜观察,单体具有向列型液晶态纹影织构,而由于大体积刚性侧基破坏了聚合物的液晶性,聚合物分解温度之前未观察到该聚合物有明显的双折射现象.     

新型窄带隙聚合物太阳能电池光伏材料

聚合物太阳能电池中给体材料的能级水平、带隙、光吸收系数、溶解性、成膜性及载流子迁移率是决定器件性能的关键因素.阐述了聚合物太阳能电池中给体材料的最新研究进展,着重介绍了含有苯并双噻吩的窄带隙D-A类型的共聚物,并对一些给体材料的能级水平优化结果做了简单的总结.最后指出了未来聚合物太阳能电池给体材料今后的发展方向.     

聚噻吩/碳纳米管复合材料的制备与性能研究

利用原位化学氧化聚合法将噻吩单体原位聚合包覆在碳纳米管上,制备出聚噻吩/碳纳米管(PTh/CNT)复合材料,并对其形貌、结构、电性能和热稳定性等进行了初步的研究.研究结果表明聚噻吩包覆在碳纳米管上形成以碳纳米管为核,以聚噻吩为壳的核壳纳米线结构.加入少量的碳纳米管就能显著改善导电聚合物的电性能和热性能.碳纳米管的加入没有改变聚噻吩的主链结构,对聚噻吩的结晶状况也没有产生很大的影响.     

基于咔唑的共轭聚合物材料的合成及性能研究

由咔唑以及3-噻吩甲酸出发,经过合理的化学修饰,合成了单体4,7-二溴正辛基咔唑M1和单体1,5-二(正三正丁基锡)-4,8-二(正十二烷氧基)苯并[1,2-b∶4,5-b’]二噻吩M2,然后单体M1与单体M2通过Suzuki偶联聚合合成了共轭聚合物P1。并对聚合物P1进行了一系列的结构表征和性能测试,结果表明P1的光学能带隙为1.56eV,电化学能带隙为1.57eV,5%热失重温度分别为314℃,显示出了良好的光学性能、热稳定性和电化学氧化还原性能。     

3,3'-二甲氧基联苯醌二亚胺与苯环和噻吩共聚物的金属配合物催化法制备及性质

Ni(Ⅱ)配合物为催化剂,具有给电子基团甲氧基的N,N'-二氯-3,3'-二甲氧基联苯醌二亚胺分别与1,4-二溴苯,2,5-二溴噻吩共聚得到了相应的聚合物:聚(3,3'-二甲氧基联苯醌二亚胺-苯)(聚合物-I)和聚(3,3'-二甲氧基联苯醌二亚胺-噻吩)(聚合物-Ⅱ).单体通过1H-NMR和红外光谱进行了表征.所得聚合物的红外光谱、紫外-可见吸收光谱以及循环伏安特性等性能进行了探讨.结果表明,聚合物-I和聚合物-Ⅱ分别在317、506、329、385、430nm处出现吸收峰.循环伏安图表明所得聚合物有一定的电化学活性.     

取代基对8-羟基喹啉锂电子光谱影响的理论研究

运用密度泛函(DFT/B3LYP)方法对4种取代基(-NO2、-CN、-OH、-CH3)在8-羟基喹啉锂(Liq)五位上取代所形成的4种衍生物进行结构优化,并在此基础上应用含时密度泛函(TD-DFT)方法和单激发组态相互作用(CIS)分析了取代基对Liq前线分子轨道和电子光谱的影响.分析结果表明,不同性质的取代基对最高占据轨道(HOMO)电子云分布的影响趋势一致,而对最低空轨道(LUMO)电子云分布影响趋势不同.吸电子基使前线分子轨道能级降低,带隙增大,光谱蓝移.推电子基使前线分子轨道能级升高,带隙减小,电子光谱红移.推吸电子能力强的取代基对前线分子轨道和电子光谱的影响程度较大.     

取代烷基对聚噻吩的热,色性能的影响

ＤＳＣ数据表明烷基取代的聚噻吩的熔点取代烷基中碳原子数增加而降低。聚（３－烷基噻吩）及其与乙烯－醋酸乙烯酯共聚物的共混物的ＵＶ吸收峰与侧链长度、浓度及温度有关。层状结构的形成与聚合物主链的棒一级转化是产生“热色”及“溶剂化显色”的原因。     

基于氟代喹喔啉的共轭聚合物及其光伏性能

氟代喹喔啉(FTQ)是一种氟代结构的受体单元,可以用于构筑D-A型聚合物,并应用于聚合物太阳电池的给体材料。文中探索了一种新的起始原料合成氟代喹喔啉单体,并分别和齐聚四噻吩单体(4T)、单噻吩单体(1T)共聚,得到了2个新型聚合物PFTQ-4T和PFTQ-1T,表征测试了它们的相对分子质量、热性能、紫外吸收、能级结构以及光伏性能。2个聚合物的能量转化效率分别为0.73%和1.28%,较低效率主要是2个聚合物较低的LUMO能级所导致。     

从分子结构层面调控共混膜形貌，提升光伏器件性能

正给受体材料间互补的吸收光谱、匹配的分子能级,以及良好的纳米尺寸分离形貌是实现高效聚合物太阳能电池的关键.对光伏材料吸收光谱和分子能级的调控可通过许多简单易行的分子设计策略直观地实现;但由于活性层形貌受到诸多因素的影响,从分子结构层面实现对共混膜形貌的有效调控具有很大的挑战性.最近,苏州大学李永舫院士团队的崔超华副教授等通过聚合物给体材料上的共轭侧链工程,简单有效地实现了对共混膜形貌的优化.他们将烷硫基噻吩取代的BDT单元和烷硫基苯基取代的BDT单元分别与NTDO单元共聚,设计合成了两种聚合物给体材料PBNT-S和PBNP-S.PBNT-S和PBNP-S具有非常相似的吸收光谱和分子能级,说明BDT单元上两种不同的