【摘要】：功能有機(jī)高分子材料是有機(jī)電致變色材料的主力軍,在摻雜-去摻雜過程中,聚合物往往伴隨著顏色的可逆變化。實(shí)際應(yīng)用中還具有驅(qū)動(dòng)電壓低、顏色豐富、轉(zhuǎn)換速度快、光學(xué)對比度高、成本低廉、可加工性好等眾多優(yōu)點(diǎn),因此功能化高分子材料在電致變色領(lǐng)域快速發(fā)展。多元雜環(huán)化合物由于其容易發(fā)生電化學(xué)聚合,而且能夠經(jīng)歷氧化還原過程,從而在導(dǎo)電聚合物中占據(jù)重要地位,尤其聚噻吩表現(xiàn)出突出的性質(zhì)。噻吩衍生物的聚合物和低聚物通過電化學(xué)摻雜和去摻雜已經(jīng)經(jīng)歷了深入的研究,并且有充分證據(jù)表明,噻吩低聚物通常具有較低的氧化電位,每個(gè)雜環(huán)都會(huì)參加共軛鏈的摻雜和去摻雜過程。由于電致變色器件優(yōu)良的顏色顯示和光學(xué)存儲(chǔ)特性,電致變色材料已經(jīng)在低能耗顯示、電子紙等領(lǐng)域展現(xiàn)出商業(yè)化前景,甚至用于可穿戴電子設(shè)備的更新與功能集成化。近幾年,柔性電子設(shè)備已成為電子產(chǎn)品中增長最快速的類別之一,研究人員正致力于開發(fā)柔性智能電子設(shè)備,使其舒適感更強(qiáng)、適用范圍更廣,目前電致變色器件已經(jīng)用作柔性顯示器及部分可穿戴電子設(shè)備的重要功能組件。1、通過Stille偶聯(lián)反應(yīng),用吡啶并[4,3-b]吡嗪/甲基吡嗪作為受體,3,4-乙撐二氧噻吩(EDOT)作為供體,合成了新型電致變色前驅(qū)體,5,8-二(3,4-乙撐二氧噻吩)吡啶并[3,4-b]吡嗪(EPPE)、5,8-二(3,4-乙撐二氧噻吩)吡啶并[3,4-b]甲基吡嗪(EPMPE)。通過電化學(xué)沉積的方法,得到了二種單體的聚合物,并用電化學(xué)循環(huán)伏安法、紫外光譜、傅里葉紅外光譜和掃描電子顯微鏡分別對單體和聚合物進(jìn)行詳細(xì)的表征和分析。2、設(shè)計(jì)并合成BisEDOT作為供體單元,吡啶并[3,4-b]吡嗪和吡啶并[3,4-b]甲基吡嗪作為具有強(qiáng)吸電子基團(tuán)的受體單元。通過Stille偶聯(lián)反應(yīng)生成具有長共軛鏈的聚合物前驅(qū)體。采用電化學(xué)沉積的方法,得到了兩種聚合物吡啶并[3,4-b]吡嗪-BisEDOT(PBEPPBE)和吡啶并[3,4-b]甲基吡嗪-BisEDOT(PBEPMPBE),增長共軛鏈后單體在溶劑里的溶解度降低,使得電化學(xué)聚合的過程更加艱難,但是聚合物的顏色變化顯示出比較少見的灰黑色,更加適合用于電致變色器件。3、設(shè)計(jì)合成新型電致變色材料3-(4-氟苯基)噻吩(FPT),其合成簡單,容易電聚合成膜。通過電化學(xué)方法制備的PFPT薄膜在不同氧化還原狀態(tài)下,可以從紅色變?yōu)闇\綠色,擁有高著色效率和高透過率。PFPT薄膜表現(xiàn)出優(yōu)異的氧化還原穩(wěn)定性,電致變色動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的光學(xué)記憶性。PFPT薄膜的這些優(yōu)點(diǎn)有望用于新一代光電材料的設(shè)計(jì),并且可以在電化學(xué)傳感器和有機(jī)電子器件中找到應(yīng)用。此外,PFPT材料可進(jìn)一步應(yīng)用于高性能的電致變色聚合物。4、展示一種新型聚(3-(4-氟苯基)噻吩)(PFPT)電致變色應(yīng)用,具有出色的光學(xué)性能和機(jī)械性能。基于PFPT的電致變色器件顯示出明顯的顏色變化,在可見光區(qū)域從中性狀態(tài)的深紅色到的氧化狀態(tài)的淺綠色,同時(shí)在電活性,光學(xué)對比度,開路光學(xué)記憶效應(yīng)和光學(xué)穩(wěn)定性方面表現(xiàn)出優(yōu)異的電致變色性質(zhì)。我們成功組裝了具有優(yōu)良的機(jī)械柔韌性和穩(wěn)定性的柔性圖案化電致變色器件,并將其應(yīng)用于集成電致變色的圖案化矩陣排列、體表的電子紋身和近紅外區(qū)域的紅外阻斷智能窗。
【學(xué)位授予單位】：江西科技師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN60;TQ317
【圖文】：

第 1 章 緒論與無機(jī)電致變色材料相比，有機(jī)電致變色制備方法簡單，生產(chǎn)成本低，原泛，色彩多樣，性能優(yōu)異，成為現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)。根據(jù)分子量的大小，有機(jī)電致變色材料可分為兩類：有機(jī)小分子材料和聚電致變色材料。其中，有機(jī)小分子電致變色材料主要以三苯胺，紫羅精等表，其分子結(jié)構(gòu)如圖 1-2 所示[1,54,55]。1973 年，C.J.Schoo 教授等人發(fā)現(xiàn)，紫化合物是一系列基于聯(lián)吡啶的官能團(tuán)修飾的化合物。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-2）所示，這類化合物可以不僅實(shí)現(xiàn)電極的顏色變化還包括溶液體系的顏色變經(jīng)首次披露后，將有機(jī)化合物引入電致變色領(lǐng)域，由此打開了有機(jī)電致變料的新啟元。后來，研究人員發(fā)現(xiàn)一大批相關(guān)的新型有機(jī)小分子材料，聯(lián)，紫羅精，吲哚，四硫富瓦烯，吡唑啉及其衍生物[56-59]。

圖 1-4 經(jīng)典的電致變色器件結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1-4 Schematic diagram of classical electrochromic device structure通常，常見的電致變色器件結(jié)構(gòu)（圖 1-5）包括：導(dǎo)電基底、電致變色電解質(zhì)層（離子導(dǎo)電）、離子存儲(chǔ)等結(jié)構(gòu)。導(dǎo)電基底是用來沉積電致變且提供導(dǎo)電性，電致變色活性層是器件的主要變色部分，電解質(zhì)層提子的傳輸路徑，離子存儲(chǔ)層用來平衡器件內(nèi)部的電荷[162,163]。.2 電致變色的應(yīng)用電致變色因?yàn)槠鋵?shí)用性強(qiáng)，在很多領(lǐng)域都有廣泛的研究和應(yīng)用。很多隊(duì)都做了深入的調(diào)查和研究，而且都取得了比較可觀的成果。最早時(shí)以 S.K.Deb[164,165]為代表，他們以 WO3無機(jī)材料為電致變色材料，發(fā)現(xiàn)電壓的條件下顏色由無色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色，業(yè)界公認(rèn)的他們開創(chuàng)了電致變新紀(jì)元[166,167]。人們發(fā)現(xiàn)了過渡金屬氧化物在電致變色領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用探討了大量有關(guān)無機(jī)電致變色材料種類和變色機(jī)理[168]。在這之后 Schoo 團(tuán)隊(duì)驚奇地發(fā)現(xiàn)紫羅精類物質(zhì)也有優(yōu)良的變色性能，

第 2 章 實(shí)驗(yàn)方法合及性能測試測試和聚合均在一室電解池中使用 Model 263ceton Applied Research）在計(jì)算機(jī)控制下進(jìn)行。對極都是 0.5 mm 直徑的 Pt 線。為了獲得足夠量的玻璃（3cm×2cm）作為工作電極，用鉑片（3c砂紙仔細(xì)拋光 Pt 片，將導(dǎo)電玻璃浸入乙醇和丙，并在使用前在空氣中干燥。使用 Ag/AgCl 電溶液中，使其在不同的實(shí)驗(yàn)條件下顯示出足夠ol L-1單體的無水 BFEE 或 CH2Cl2-Bu4NPF6(0.1氣流（10 分鐘）脫氣，并在整個(gè)電化學(xué)測試中影響。將 PFPT 薄膜電化學(xué)沉積在 Pt 電極或 I或乙腈反復(fù)洗滌以除去電解質(zhì)和單體后進(jìn)行電制備及性能表征

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本文編號(hào)：2779378