電致變色（Electrochromism,EC）是指材料的光學(xué)性質(zhì)（透過率,吸收率和反射率等）在外加電場的作用下進(jìn)行穩(wěn)定可逆地變化,即隨著材料的摻雜和去摻雜,外在表現(xiàn)為材料顏色或者透明度的明顯變化。這種電響應(yīng)的優(yōu)異性質(zhì)使其在智能窗,防眩后視鏡,靜態(tài)顯示器等領(lǐng)域越來越受到研究者們的青睞。而其中,聚合物電致變色材料（共軛聚合物）以其獨(dú)特的優(yōu)勢,諸如著色效率高,響應(yīng)時間快,制備方便,可通過分子結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)達(dá)到多彩顏色等,逐步由實驗室小劑量制備走向商業(yè)化,進(jìn)入人們的日常生活�，F(xiàn)階段,很多研究者不僅著眼于材料的電致變色性能,而且也非常重視電致變色性能與其它特殊性能的結(jié)合,以期于更廣泛的利用材料的優(yōu)異性質(zhì),例如將光致發(fā)光,電致發(fā)光,超級電容器,自供能等概念引入到電致變色材料中來,拓展了電致變色材料的應(yīng)用領(lǐng)域。因此,本文圍繞聚噻吩類電致變色聚合物,通過改變聚合物的主鏈和側(cè)鏈結(jié)構(gòu)或者與其他材料諸如量子點(diǎn)等形成新型復(fù)合物,得到能夠同時實現(xiàn)多功能化的電致變色材料,本論文系統(tǒng)地介紹了此類聚噻吩類材料的合成,表征以及基于此類材料的器件組裝,探究材料結(jié)構(gòu)與性能之間的相關(guān)規(guī)律,主要分為以下五個部分:第一部分工作中,我... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１己報道的無機(jī)電致變色材料陽離子在元素周期表中的分布??

?３．０?３．５??Ｅｎｅｒｇｙ／ｅＶ??圖１．３聚３，４－乙撐二氧噻吩的電致變色原理??１．２．３．１共軛聚合物電致變色材料的發(fā)展??雖然共軛聚合物材料種類很多，但由于聚噻吩優(yōu)異的電致變色性質(zhì)以及良好??的可操作性，本文著重介紹聚噻吩類電致變色材料的發(fā)展歷程。自１９８３年??Ｇａｍｉｅｒ６０，６１，?Ｄｒｕｙ和Ｓｅｙｍｏｕｒ６２等人將聚噻吩材料應(yīng)用到電致變色領(lǐng)域以來，聚??噻吩類電致變色材料迎來了快速的發(fā)展。未被取代的聚噻吩能夠在紅色和藍(lán)色之??間切換，是一種多色顯示材料。電致變色材料的光學(xué)性質(zhì)受材料結(jié)構(gòu)和能帶間隙??控制，另外由于噻吩分子３，４位點(diǎn)易修飾，因此研究者通過噻吩３，４位點(diǎn)進(jìn)行功??能衍生化，合成了一系列不同結(jié)構(gòu)的聚噻吩衍生物材料，達(dá)到調(diào)控材料著色態(tài)顏??色的目的。??首先，在噻吩分子的３位接枝烷基是一個行之有效的方法，但據(jù)文獻(xiàn)報道，??僅僅是烷基鏈長度的增加并不能顯著改變聚合物的電致變色性能

了單體和聚合物的氧化還原電壓，聚合物著色態(tài)的顏色也發(fā)生了明顯的變化。通??過在供體噻吩，３，４－乙撐二氧噻吩，３，４－乙撐二氧吡咯中引入氰基乙烯單元，系統(tǒng)??地研宄了相應(yīng)材料的氧化還原和光電性質(zhì)，盡管對應(yīng)的聚合物的能帶間隙相差?、??０．４－０．５ｅｖ，但所有的材料都能在深藍(lán)的著色態(tài)到透明淺藍(lán)的褪色態(tài)之間變化（圖??１．４）?６８〇??雖然聚噻吩類共軛聚合物具有優(yōu)異的電致變色性能，但其聚合物不溶于溶劑??的特性限制了大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的潛力，導(dǎo)致其常規(guī)情況下只能通過電聚合的方??法成膜，而電聚合過程中，單體材料利用率低，操作復(fù)雜，電聚合成膜不均勻以??及無法大規(guī)模成膜的缺點(diǎn)迫使研究者們開發(fā)溶液可操作性的聚噻吩電致變色材??料，以ＰＥＤＯＴ為例，常見的方法是通過高分子電解質(zhì)聚苯乙烯磺酸摻雜ＰＥＤＯＴ，??這種方法得到的ＰＥＤＯＴ：?ＰＳＳ可以分散在水中，采用水溶液成膜的方法進(jìn)行大尺??寸的應(yīng)用，該方法得到的ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ薄膜具有優(yōu)異的導(dǎo)電性，高的透過率以及??良好的穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于電致變色器件，太陽能電池和場效應(yīng)晶體管等領(lǐng)域??６９＿７５。另外，通過在ＰＥＤＯＴ側(cè)鏈引入長鏈烷基或烷氧基，利用長的側(cè)鏈基團(tuán)與溶??劑之間的范德華力作用以及長鏈基團(tuán)的振動作用，使得到的聚合物在溶劑中獲得??良好的溶解性，也是解決聚合物溶液可操作的一個方法。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Special topic on recent progress in electrochromism[J]. Xinhua Wan,Chunye Xu.  Science China（Chemistry）. 2017(01)
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[3]Low Band Gap Polymers Synthesized by Electrochemical Polymerization for Electrochromic Devices[J]. Mamtimin Mahmut,Tunsagul Awut,司馬義·努爾拉.  Chinese Journal of Polymer Science. 2015(10)



本文編號：3342524