【摘要】：共軛聚合物光電子材料,相對(duì)于無(wú)機(jī)半導(dǎo)體等材料而言,具有輕薄、柔性好、可溶液加工、光電性質(zhì)可通過(guò)簡(jiǎn)單化學(xué)修飾調(diào)控等特點(diǎn),此顯著優(yōu)勢(shì)使得其在發(fā)光二極管、光伏器件、場(chǎng)效應(yīng)管、有機(jī)信息存儲(chǔ)等有機(jī)/聚合物光電器件和化學(xué)生物傳感器方面有廣泛的應(yīng)用。本文所述中性共軛聚合物特指非水溶性,側(cè)鏈無(wú)任何離子型功能基團(tuán)和N,O,S等高電負(fù)性原子的共軛聚合物,區(qū)別于聚電解質(zhì)。本文發(fā)展了層層組裝方法,將中性共軛聚合物(conjugated polymers, CPs)或中性復(fù)合客體(包含中性光電小分子-PCBM的中性共軛聚合物)與水滑石(LDHs)納米片組裝成超分子復(fù)合薄膜,并對(duì)其光學(xué)性能、結(jié)構(gòu)和形貌等進(jìn)行了表征。(PFH-Ec/LDH)n薄膜熒光表征說(shuō)明,薄膜能夠作為熒光化學(xué)傳感器特異性檢測(cè)PdⅡ、PtⅡ、PtⅣ、AuⅢ貴金屬離子和Pd納米粒子(Pd nanoparticles, Pd NPs)。進(jìn)一步定量研究了Pd11對(duì)(PFH-Ec/LDH)n薄膜的熒光響應(yīng),并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),初步探索了其熒光猝滅機(jī)制。中性小分子-中性共軛聚合物/LHD復(fù)合薄膜(PCBM-CP/LDH)n的研究表明,該復(fù)合薄膜能夠應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池。主要工作如下：1、通過(guò)將一系列中性共軛聚合物,如聚對(duì)苯撐乙炔(PPE)、聚芴(PHF)、聚噻吩(P3HT)等或中性復(fù)合客體(包含中性小分子PCBM的中性共軛聚合物)與LDH納米片層層組裝,本文成功構(gòu)筑了一系列不同的中性共軛聚合物-LDH復(fù)合薄膜(CP-LDH)n和中性小分子PCBM-中性共軛聚合物/水滑石復(fù)合薄膜(PCBM-CP/LDH)n,所得兩類(lèi)薄膜表面均勻,厚度可調(diào),均具有明顯的層狀有序結(jié)構(gòu)。不同于常規(guī)的基于強(qiáng)靜電力的層層自組裝,本論文推測(cè)其組裝驅(qū)動(dòng)力為弱的范德華力,可能存在新型氫鍵。突破了以往LDHs主體僅能與陰離子型客體組裝的界限,拓展了無(wú)機(jī)超分子材料的組裝范疇和應(yīng)用范圍。此組裝方法有望適用于所有以上所述中性共軛聚合物或中性小分子-中性共軛聚合物二元中性體系。2、采用以上組裝方法,成功制備了中性聚芴-co-聚咔唑二嵌段共軛聚合物／水滑石復(fù)合薄膜(PFH-Ec/LDH)n。此薄膜作為熒光化學(xué)傳感器,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)PdⅡ、PtⅡ、PtⅣ和AuⅢ等貴金屬離子和Pd納米粒子的熒光檢測(cè)。對(duì)PdⅡ離子,其檢測(cè)靈敏度高,熒光猝滅系數(shù)Ksv=5000 M-1,且在10-5M～10-2M范圍內(nèi),熒光強(qiáng)度與PdⅡ濃度負(fù)對(duì)數(shù)成線(xiàn)性關(guān)系,能夠應(yīng)用于PdⅡ濃度的定量分析。對(duì)于Pd納米粒子,靈敏度更高,其熒光猝滅系數(shù)Ksv3×108 M-1,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般有效的猝滅劑(Ksv≈10-2-10-3M-1)�；趯�(shí)驗(yàn)事實(shí),我們對(duì)熒光檢測(cè)機(jī)理進(jìn)行了推測(cè)。本章提供了一種新型復(fù)合薄膜材料,應(yīng)用于貴金屬離子和納米粒子的熒光檢測(cè),對(duì)Pd納米粒子,具有超級(jí)熒光猝滅效應(yīng),檢測(cè)靈敏度高。3、同樣采用以上組裝方法,成功制備了中性小分子-中性共軛聚合物/LDH復(fù)合薄膜,如(PCBM-P3HT/LDH)N,(PCBM-PFPC/LDH)n等。薄膜熒光表征顯示,中性共軛聚合物電子給體和PCBM受體在LDHs層間實(shí)現(xiàn)了二維熒光猝滅。LDHs層間二維光致電荷轉(zhuǎn)移的發(fā)生表明(PCBM-CP/LDH)n薄膜能夠應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池。(PCBM-CP/LDH)n薄膜的成功制備為L(zhǎng)DHs應(yīng)用于有機(jī)太陽(yáng)能電池活性層奠定了基礎(chǔ)。
[Abstract]:Conjugated Polymer Optoelectronic materials, compared with inorganic semiconductors and other materials, have the characteristics of light, thin, flexible, solution processing, photoelectric properties can be controlled by simple chemical modification. This remarkable advantage makes it in light-emitting diodes, photovoltaic devices, field effect transistors, organic information storage and other organic / Polymer Optoelectronic devices and chemical biology. The neutral conjugated polymers described in this paper are different from polyelectrolytes, especially those which are water-insoluble, have no ionic functional groups in the side chains and have high electronegativity atoms, such as N, O, S, etc. Supramolecular composite films containing neutral photoelectric small molecule-PCBM and hydrotalcite (LDHs) nanosheets were assembled and characterized in terms of optical properties, structure and morphology. The fluorescence response of Pd11 to (PFH-Ec/LDH) N thin films was further studied quantitatively. The fluorescence quenching mechanism of Pd11 thin films was preliminarily explored based on the experimental data. The main work is as follows: 1. A series of neutral conjugated polymers, such as poly (p-phenylene acetylene) (PPE), polyfluorene (PHF), polythiophene (P3HT) or neutral composite guest (neutral conjugated polymer containing neutral small molecule PCBM) and LDH nanosheets were assembled layer by layer. A series of different neutral conjugated polymer-LDH composites were successfully constructed. Unlike the conventional layered self-assembly based on strong electrostatic force, this paper speculates that the assembly driving force is weak Van der Waals force and may exist. This method is expected to be applicable to all the above mentioned neutral conjugated polymers or neutral small molecule-neutral conjugated polymers binary neutral systems. PdII, Pt II, Pt IV, and Au III were successfully synthesized as fluorescent chemical sensors. For Pd II ions, the fluorescence quenching coefficient Ksv = 5000M-1, the fluorescence detection of Pd II ions was high. In the range of 10-5M to 10-2M, the fluorescence intensity has a linear relationship with the negative logarithm of Pd II concentration, and can be applied to the quantitative analysis of Pd II concentration.For Pd nanoparticles, the sensitivity is higher, and the fluorescence quenching coefficient Ksv3 x108 M-1 is much higher than that of the general effective quenching agent (Ksv_10-2-10-3M-1). Based on the experimental facts, we have studied the fluorescence detection mechanism. This chapter provides a new kind of composite film material for the fluorescence detection of noble metal ions and nanoparticles. For Pd nanoparticles, it has superfluorescence quenching effect and high detection sensitivity. 3. Using the same assembly method, the neutral small molecule-neutral conjugated polymer/LDH composite films, such as (PCBM-P3H) were successfully prepared. T/LDH)N, (PCBM-PFPC/LDH)n and so on. The fluorescence characterization of the films showed that the two-dimensional fluorescence quenching of neutral conjugated polymer electron donors and PCBM receptors was realized between the layers of LDHs. The generation of two-dimensional photoinduced charge transfer between the layers of LDHs showed that (PCBM-CP/LDH) n films could be applied to organic solar cells. The active layer of organic solar cells laid the foundation.
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.2;O631

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2229484