本文選題：電致變色 + D-A型聚合物��； 參考：《聊城大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：導(dǎo)電聚合物的歷史由來已久,近年來人們廣泛研究了將導(dǎo)電聚合物應(yīng)用于電致變色領(lǐng)域,并取得了很大的進(jìn)展,利用導(dǎo)電聚合物制備的電致變色材料具有優(yōu)良的性能,而且可以很方便的實現(xiàn)禁帶控制與結(jié)構(gòu)修飾,造價低,無污染。最早的電致變色材料是由過渡金屬的氧化物制成的,導(dǎo)電原理是電子和離子在聚合物內(nèi)部的運(yùn)動,使聚合物的價態(tài)或晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,導(dǎo)致顏色的變化,無機(jī)場效應(yīng)晶體管就是利用這種材料制成的。目前研究最為廣泛的是基于有機(jī)導(dǎo)電聚合物的電致變色材料,這類材料是通過摻雜和去摻雜作用來實現(xiàn)聚合物光學(xué)性能的改變,從而實現(xiàn)變色功能的,聚合物電致變色材料已經(jīng)成功地應(yīng)用于發(fā)光二極管,太陽能電池,智能窗,傳感器,光學(xué)顯示器等領(lǐng)域,所以我們的實驗?zāi)繕?biāo)是設(shè)計并且合成具有優(yōu)秀光電性質(zhì)的有機(jī)導(dǎo)電聚合物電致變色材料。在第二章中,我們利用合成的丙烯基二氧噻吩單體作為電子供體,異靛藍(lán)單體作為電子受體,通過Stille偶聯(lián)反應(yīng)成功的合成了三種D-A型聚合物P1、P2、P3,并采用多種化學(xué)分析手段對其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行測試和表征。研究發(fā)現(xiàn):P1在中性態(tài)時的薄膜顏色是軍藍(lán)色的,P2、P3在中性態(tài)時的薄膜顏色黑色的,而在氧化態(tài)時它們的薄膜顏色都是透明的灰色。P1、P2、P3的起始氧化電位分別是0.70 V、0.65 V、0.57 V,而計算得到的光學(xué)禁帶分別是1.39 eV、1.37 eV、1.27 eV,低的光學(xué)禁帶正是我們想要得到的,可見隨著組成聚合物的供電子單元和受電子單元比例的變化,聚合物的性質(zhì)也同樣發(fā)生一定趨勢的變化。除此之外,P1在1600 nm處的響應(yīng)時間0.45s,著色效率是162.49 cm~2·C~(-)、P2在1500 nm處的響應(yīng)時間是0.38 s,著色效率是181.73cm~2·C~(-),P3在1330 nm處的響應(yīng)時間是0.77 s,著色效率是96.88 cm~2·C~(-),都顯示了很好的電致變色性質(zhì)。在第三章中,我們利用對稱引達(dá)省并二噻吩單體和丙烯基二氧噻吩單體作為供電子體,吡咯并吡咯二酮單體作為受電子體,通過Stille偶聯(lián)反應(yīng)成功的合成了三種D-A型聚合物PDDID-1、PDDID-2、PDDID-3。對其進(jìn)行一系列的性質(zhì)表征后得到PDDID-1在中性態(tài)時的薄膜顏色是蒼紫羅蘭色,在氧化態(tài)時是淺棕色的,PDDID-2在中性態(tài)時的薄膜顏色是玫瑰棕色,在氧化態(tài)時是透明的灰色,PDDID-3在中性態(tài)時的薄膜顏色是墨綠色,而在氧化態(tài)時是透明灰色。PDDID-1、PDDID-2、PDDID-3的起始氧化電位分別是0.72 V、0.73 V、0.75 V,光學(xué)禁帶分別是1.44 eV、1.46 eV、1.48eV,PDDID-1在1550nm處的響應(yīng)時間0.78 s,著色效率是210.76 cm~2·C~(-),PDDID-2在1500 nm處的響應(yīng)時間是0.60 s,著色效率是283.45 cm~2·C~(-),PDDID-3在1500 nm處的響應(yīng)時間是1.50 s,著色效率是304.58 cm~2·C~(-),都具有良好的電致變色性質(zhì)。在第四章中,我們采用了不同比例的吡咯并吡咯二酮(DPP)作為受體單元,丙烯基二氧噻吩(ProDOT)和苯并二噻吩(BDT)作為供體單元合成了兩種新型的導(dǎo)電聚合物PDDBD-1、PDDBD-2采用一系列方法對其進(jìn)行性能表征后得到它們具有優(yōu)良的性能,PDDBD-1在中性態(tài)時的顏色是淺紫色,在完全氧化態(tài)時的顏色是淺綠色,PDDBD-2在中性態(tài)時的顏色是綠色,在完全氧化態(tài)時是淺棕色,顯示出了明顯的顏色變化,PDDBD-1、PDDBD-2的起始氧化電位分別是0.89 V、0.93 V,光學(xué)禁帶分別是1.39 eV、1.51 eV、PDDBD-1在1600 nm處的響應(yīng)時間2.98 s,著色效率是146.55cm~2·C~(-),PDDID-2在1620 nm處的響應(yīng)時間是3.07 s,著色效率是229.73 cm~2·C~(-)。在第五章中,我們合成了一種咔唑并吲哚單體,并采用咔唑并吲哚單體和聯(lián)二噻吩單體作為電子供體,吡咯并吡咯二酮單體作為電子受體,同樣利用Stille偶聯(lián)反應(yīng)成功的合成了兩種D-A型聚合物PDTCZ-1、PDTCZ-2,對其進(jìn)行了一系列的性質(zhì)表征后得到:PDTCZ-1在中性態(tài)時的薄膜顏色是海洋綠色,在氧化態(tài)時是適中的碧綠色,PDTCZ-2在中性態(tài)時的薄膜顏色是森林綠色,在氧化態(tài)時是淺秋麒麟黃色。PDTCZ-1、PDTCZ-2的起始氧化電位分別是0.78 V、0.70 V,光學(xué)禁帶分別是1.44 eV、1.34 eV,PDTCZ-1在1530 nm處的響應(yīng)時間0.65 s,著色效率是197.86 cm~2·C~(-),DPTCZ-2在1630 nm處的響應(yīng)時間2.87 s,著色效率是84.77 cm~2·C~(-)。
[Abstract]:Electrochromic materials based on organic conductive polymers have been successfully applied to light - emitting diodes , solar cells , intelligent windows , sensors , optical displays and so on . The response time of PDDID - 1 , PDDID - 2 and PDDID - 3 at 1500 nm is 0.77s , and the coloring efficiency is 96.88 cm ~ 2 路 C ~ ( - ) . The response time of PDDID - 1 , PDDID - 2 and PDDID - 3 is 0.76cm ~ 2 路 C ~ ( - ) . The response time of PDDID - 2 at 1500 nm is 0.60s , and the coloring efficiency is 283.45 cm ~ 2.C ~ ( - ) . In the fourth chapter , we synthesized two novel conductive polymers PDdbd - 1 and PDTCZ - 2 . The color of PDTCZ - 1 in neutral state was 2.98 s , the color efficiency was 146.55cm ~ 2 路 C ~ ( - ) . In the fifth chapter , we synthesized two kinds of D - A polymer PDTCZ - 1 and PDTCZ - 2 . 1 . 34 eV , the response time of PDTCZ - 1 at 1530 nm is 0.65 s , the coloring efficiency is 197.86 cm ~ 2 路 C ~ ( - ) , the response time of DPTCZ - 2 at 1630 nm is 2.87 s , and the coloring efficiency is 84.77 cm ~ 2 路 C ~ ( - ) .
【學(xué)位授予單位】：聊城大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O633.5

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本文編號：2006287