發(fā)布時(shí)間：2017-04-28 21:15

  本文關(guān)鍵詞：導(dǎo)電聚合物PEDOI的電合成及其電致變色性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聚吲哚及其衍生物是一類極為重要的電致變色材料,它具有顏色變化明顯、響應(yīng)時(shí)間快、著色效率高、制作成本低廉、易設(shè)計(jì)加工等優(yōu)良性能,因而成為了電致變色研究領(lǐng)域的工作重點(diǎn)之一。4,5-二氧乙撐吲哚(EDOI)是一種新型吲哚類衍生物,電化學(xué)聚合法是制備PEDOI的主要研究方法之一。本文主要研究了EDOI在不同溶劑中的電化學(xué)聚合,制備了PEDOI以及導(dǎo)電石墨烯/聚(4,5-二氧乙撐吲哚)復(fù)合材料(ERGO/PEDOI),并對PEDOI以及ERGO/PEDOI進(jìn)行了表征,研究了其電致變色性能以及在電致變色器件中的應(yīng)用。1.在三氟化硼乙醚(BFEE)溶劑中,采用電化學(xué)聚合法直接電化學(xué)氧化EDOI,制備了高性能的具有自支撐性質(zhì)的聚合物薄膜—PEDOI。在該溶液中得到的聚合物薄膜具有良好的電化學(xué)活性、電化學(xué)穩(wěn)定性以及熱力學(xué)穩(wěn)定性,電導(dǎo)率為0.21 S cm-1。利用傅里葉變化紅外光譜分析法探討了該聚合物發(fā)生聚合反應(yīng)時(shí)可能的聚合位點(diǎn),此外還對聚合物的熒光性能、表面形貌進(jìn)行了研究。固體熒光光譜測試表明,PEDOI不同于其他吲哚類衍生物,它是一種性能優(yōu)異的黃色發(fā)光材料。2.光譜電化學(xué)研究表明,在三氟化硼乙醚中制備的PEDOI可隨電壓的變化在棕黃色和翠綠色之間進(jìn)行變換。動力學(xué)研究表明,PEDOI的著色效率為126 cm2C-1,高于其他吲哚類衍生物。基于PEDOI和聚(3,4-二氧乙撐噻吩)(PEDOT),構(gòu)建了電致變色器件(ECD)。研究顯示,該器件能夠在深綠色和深藍(lán)色之間變化,并且具有較高的著色效率(586 cm2 C-1),快的響應(yīng)時(shí)間(1.9 s at 1320 nm)、高的光對比度(35%at 616 nm)、優(yōu)良的開路記憶效應(yīng)和環(huán)境穩(wěn)定性。3.在四氟化硼四丁基銨(TBATFB)作為電解質(zhì)的二氯甲烷(CH2Cl2)溶液中,采用電化學(xué)聚合的方法將EDOI成功聚合在了石墨烯修飾的玻碳電極的表面,制備了一種具有納米結(jié)構(gòu)的ERGO/PEDOI復(fù)合材料。運(yùn)用循環(huán)伏安法對該復(fù)合材料進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)該復(fù)合材料與PEDOI相比,具有更低的氧化電位、更高的峰電流密度和更好的導(dǎo)電性。利用掃描電鏡表征形貌,發(fā)現(xiàn)電化學(xué)還原的石墨烯表面有輕微褶皺,呈片層結(jié)構(gòu),而復(fù)合材料則呈現(xiàn)出由完整纖維構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)。4.ERGO/PEDOI復(fù)合材料的光譜電化學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,該復(fù)合物能夠隨電壓變化在黃色(-0.2 V)和草綠色(1.0 V)之間變化。動力學(xué)研究表明,ERGO/PEDOI復(fù)合物在590 nm波長下的光對比度為34%,從還原態(tài)到氧化態(tài)的響應(yīng)時(shí)間為0.7 s,從氧化態(tài)到還原態(tài)的響應(yīng)時(shí)間為1.0 s。利用其制作的ERGO/PEDOI/PEDOI器件能夠在淺綠色(-0.3 V)和湖藍(lán)色(1.3 V)之間變化,光對比度為41%,著色效率為604 cm2 C-1。這些優(yōu)良的性能極大地拓展了石墨烯/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料在電致變色器件領(lǐng)域的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)電聚合物 4 5-二氧乙撐吲哚 電化學(xué)聚合 電致變色 石墨烯
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O633.5;TB332
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 前言10-42
• 1.1 導(dǎo)電聚合物10-15
• 1.1.1 導(dǎo)電聚合物的研究進(jìn)展10-11
• 1.1.2 導(dǎo)電聚合物的制備方法11-13
• 1.1.3 吲哚類導(dǎo)電聚合物的研究13-15
• 1.2 石墨烯/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料15-18
• 1.2.1 石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)15
• 1.2.2 石墨烯的制備方法15-16
• 1.2.3 石墨烯/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備方法16-18
• 1.2.3.1 分步合成法16-17
• 1.2.3.2 一步合成法17-18
• 1.3 聚合物的電致變色性能18-30
• 1.3.1 電致變色的定義及發(fā)展歷程18
• 1.3.2 電致變色材料的分類18-23
• 1.3.2.1 有機(jī)電致變色材料18-20
• 1.3.2.2 無機(jī)電致變色材料20-22
• 1.3.2.3 復(fù)合電致變色材料22-23
• 1.3.3 電致變色器件的結(jié)構(gòu)及原理23-24
• 1.3.4 電致變色性能的表征參數(shù)24-26
• 1.3.4.1 顏色和光對比度24-25
• 1.3.4.2 著色效率25
• 1.3.4.3 響應(yīng)時(shí)間25-26
• 1.3.4.4 光學(xué)記憶26
• 1.3.4.5 循環(huán)壽命26
• 1.3.5 電致變色材料的應(yīng)用26-30
• 1.3.5.1 靈巧調(diào)光玻璃27
• 1.3.5.2 電致變色數(shù)碼顯示器27-28
• 1.3.5.3 太陽鏡與護(hù)目鏡28-29
• 1.3.5.4 傳感器與分析領(lǐng)域29
• 1.3.5.5 電致變色織物與電子紙29-30
• 1.4 論文工作的提出和主要內(nèi)容30-32
• 參考文獻(xiàn)32-42
• 第二章 實(shí)驗(yàn)方法42-49
• 2.1 試劑與儀器42-43
• 2.1.1 主要試劑42
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器42-43
• 2.2 PEDOI膜的制備43-44
• 2.2.1 電化學(xué)聚合43
• 2.2.2 電解質(zhì)溶液43-44
• 2.2.3 聚合物膜的去摻雜44
• 2.3 ERGO/PEDOI膜的制備44
• 2.3.1 電化學(xué)還原的石墨烯修飾電極的制備44
• 2.3.2 ERGO/PEDOI膜的電化學(xué)聚合44
• 2.4 凝膠電解質(zhì)的制備44-45
• 2.5 電致變色器件的制備45
• 2.6 聚合物膜及器件的性能測試與表征45-48
• 2.6.1 電化學(xué)性能測試45-46
• 2.6.2 電致變色性能測試46-48
• 2.6.2.1 顏色記錄46
• 2.6.2.2 光譜電化學(xué)性能測試46
• 2.6.2.3 電致變色動力學(xué)測試46
• 2.6.2.4 著色效率46-48
• 參考文獻(xiàn)48-49
• 第三章 三氟化硼乙醚中PEDOI的電化學(xué)合成及其電致變色性能49-75
• 3.1 EDOI的電化學(xué)聚合51-53
• 3.2 PEDOI膜的電化學(xué)性質(zhì)53-55
• 3.3 PEDOI的結(jié)構(gòu)表征55-56
• 3.4 PEDOI的熒光性能56-57
• 3.5 PEDOI的熱學(xué)性能57-58
• 3.6 PEDOI的表面形態(tài)和電導(dǎo)率58
• 3.7 PEDOI的光譜電化學(xué)58-61
• 3.8 PEDOI的動力學(xué)61-63
• 3.9 PEDOI/PEDOT器件的光譜電化學(xué)63-65
• 3.10 PEDOI/PEDOT器件的動力學(xué)65-67
• 3.11 PEDOI/PEDOT器件的開路記憶67
• 3.12 PEDOI/PEDOT器件的穩(wěn)定性67-68
• 3.13 本章小結(jié)68-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 第四章 ERGO/ PEDOI復(fù)合材料的電化學(xué)合成及其電致變色性能75-92
• 4.1 ERGO/ PEDOI復(fù)合材料的SEM表征76-77
• 4.2 ERGO/ PEDOI復(fù)合材料的電化學(xué)聚合77-79
• 4.3 ERGO/ PEDOI復(fù)合材料的電化學(xué)性能表征79-81
• 4.4 ERGO/ PEDOI復(fù)合材料的光譜電化學(xué)性能81-82
• 4.5 ERGO/PEDOI復(fù)合材料的動力學(xué)研究82-84
• 4.6 ERGO/PEDOI/PEDOT器件的光譜電化學(xué)84-85
• 4.7 ERGO/PEDOI/PEDOT器件的動力學(xué)研究85-86
• 4.8 ERGO/PEDOI/PEDOT器件的開路記憶86-87
• 4.9 ERGO/PEDOI/PEDOT器件的穩(wěn)定性87-88
• 4.10本章小結(jié)88-89
• 參考文獻(xiàn)89-92
• 結(jié)論92-94
• 附錄94-97
• 致謝97-98
• 攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或待發(fā)的學(xué)術(shù)論文目錄98-99

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2 牛微;畢孝國;孫旭東;;電致變色機(jī)理的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2011年03期

3 王潔冰;謝二慶;許e，

本文編號：333575