本文關(guān)鍵詞：基于苯并二噻吩的D-A聚合物的合成及性能

  更多相關(guān)文章： 苯并二噻吩 三聯(lián)吡啶 苯并二吡咯酮 超分子聚合物 D-A聚合物

【摘要】：共軛聚合物因其在有機(jī)光電材料中的廣泛應(yīng)用而持續(xù)受到關(guān)注。其中,分子主鏈中同時(shí)包含電子給體(Donor)和電子受體(Acceptor)單元的所謂D-A聚合物往往具有優(yōu)異的光物理性質(zhì)以及載流子傳輸性質(zhì),使其在有機(jī)發(fā)光二極管、太陽(yáng)能電池材料以及化學(xué)/生物傳感器等方面的研究成為熱點(diǎn)。本論文的研究基于具有高度平面性的苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩(BDT)展開(kāi)。首先采用與過(guò)渡金屬具有廣泛配位能力的2,2':6',2"-三聯(lián)吡啶修飾苯并二噻吩,通過(guò)與過(guò)渡金屬配位,自組裝形成D-A超分子聚合物。同時(shí),采用苯并二噻吩與高度共軛的強(qiáng)電子受體苯并二吡咯酮(BDP)共聚,獲得了兩種新型的窄能隙D-A聚合物。對(duì)所有合成的單體及聚合物進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)表征,并系統(tǒng)研究了其性能。(1)三聯(lián)吡啶修飾苯并二噻吩D-A分子的合成及性能。采用2,2':6',2"-三聯(lián)吡啶修飾苯并二噻吩結(jié)構(gòu),形成含雙三聯(lián)吡啶單元的A-D-A電子結(jié)構(gòu)的分子M1和M2。研究表明,分子的平面共軛程度和分子間的π-π堆積作用會(huì)對(duì)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移產(chǎn)生很大影響。與M1相比,M2的紫外吸收峰紅移了24 nm,達(dá)到467 nm,M2熒光發(fā)射峰紅移了32 nm,達(dá)到553 nm。M1與M2電化學(xué)能隙分別為1.26 eV和1.49 eV,熱分解溫度(Td)分別為335℃和430℃。(2)基于苯并二噻吩的D-A超分子聚合物的合成及性能。分別采用烷氧基和噻吩基團(tuán)修飾苯并二噻吩,形成不同給電子能力及分子構(gòu)型的單元,后與2,2':6',2"-三聯(lián)吡啶進(jìn)行偶聯(lián),分別形成A-D-A結(jié)構(gòu)的超分子構(gòu)筑單元BDT-OR和BDT-Th,最后在Ru2+的誘導(dǎo)下,自組裝形成金屬-超分子聚合物P-BDT-OR和P-BDT-Th。研究表明,金屬-超分子聚合物P-BDT-OR和P-BDT-Th由于存在金屬-配體的電荷轉(zhuǎn)移,D-A結(jié)構(gòu)獲得了增強(qiáng),分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移能力提高,紫外吸收光譜紅移,能隙降低。形成的超分子聚合物P-BDT-OR和P-BDT-Th的紫外-可見(jiàn)吸收峰分別為521 nm和522 nm,電化學(xué)能隙分別為1.86 eV和1.78 eV,熱分解溫度分別為300℃和389℃。(3)苯并二噻吩與苯并二吡咯酮D-A聚合物的合成及性能。以高度共軛的苯并二吡咯酮作為受體單元,分別與烷氧基修飾和噻吩基修飾的苯并二噻吩進(jìn)行共聚,形成D-A聚合物P1和P2,并對(duì)其紫外吸收性能、電化學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。研究表明,P1和P2的紫外-可見(jiàn)吸收峰分別為619 nm和620 nm,由于共聚后D-A結(jié)構(gòu)的增強(qiáng),與單體BDP相比發(fā)生了明顯的紅移。電化學(xué)能隙分別為1.57 eV和1.51 eV,熱分解溫度分別為319℃和408℃。
【關(guān)鍵詞】：苯并二噻吩 三聯(lián)吡啶 苯并二吡咯酮 超分子聚合物 D-A聚合物
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O633.5
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 共軛聚合物9-10
• 1.1.1 共軛聚合物的能隙9
• 1.1.2 共軛聚合物的種類(lèi)和電子結(jié)構(gòu)9-10
• 1.2 D-A聚合物10-12
• 1.2.1 場(chǎng)效應(yīng)晶體管10-11
• 1.2.2 發(fā)光二極管11
• 1.2.3 太陽(yáng)能電池11-12
• 1.3 超分子聚合物12-13
• 1.3.1 超分子聚合物分類(lèi)12
• 1.3.2 D-A超分子聚合物12
• 1.3.3 多聯(lián)吡啶金屬-超分子聚合物的研究進(jìn)展12-13
• 1.4 苯并二噻吩13-18
• 1.4.1 芳環(huán)對(duì)苯并二噻吩的修飾14-15
• 1.4.2 苯并二噻吩共軛平面的拓展15-16
• 1.4.3 基于苯并二噻吩的D-A共軛小分子材料16-18
• 1.5 苯并二吡咯酮18-21
• 1.5.1 苯環(huán)對(duì)苯并二吡咯酮的修飾18-19
• 1.5.2 噻吩對(duì)苯并二吡咯酮的修飾19-21
• 1.6 本論文的研究意義及思路21-23
• 1.6.1 研究意義21
• 1.6.2 研究思路21-23
• 第二章 三聯(lián)吡啶修飾苯并二噻吩D-A分子的合成及性能23-41
• 2.1 引言23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-31
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑23-24
• 2.2.2 D-A聚合物的光學(xué)能隙與電化學(xué)能隙的測(cè)定24-25
• 2.2.3 合成25-31
• 2.3 結(jié)果與討論31-39
• 2.3.1 合成與結(jié)構(gòu)31-34
• 2.3.2 紫外-可見(jiàn)吸收性能34-36
• 2.3.3 熒光發(fā)射性能36-37
• 2.3.4 熱穩(wěn)定性能37-38
• 2.3.5 電化學(xué)性能38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-41
• 第三章 基于苯并二噻吩的D-A超分子聚合物的合成及性能41-61
• 3.1 引言41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分41-45
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑41-42
• 3.2.2 給-受體小分子和超分子的合成42-45
• 3.3 結(jié)果與討論45-60
• 3.3.1 合成與結(jié)構(gòu)45-49
• 3.3.2 紫外-可見(jiàn)吸收性能49-54
• 3.3.3 熒光發(fā)射性能54-56
• 3.3.4 熱穩(wěn)定性能56-58
• 3.3.5 電化學(xué)性能58-60
• 3.4 本章小結(jié)60-61
• 第四章 苯并二噻吩與苯并二吡咯酮D-A聚合物合成及性能61-71
• 4.1 引言61
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分61-64
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器、試劑和測(cè)試方法61-62
• 4.2.2 單體及聚合物的合成62-64
• 4.3 結(jié)果與討論64-70
• 4.3.1 合成與結(jié)構(gòu)64-65
• 4.3.2 聚合物的分子量65
• 4.3.3 聚合物的紫外-可見(jiàn)吸收性能65-68
• 4.3.4 聚合物的電化學(xué)性能68-69
• 4.3.5 聚合物的熱穩(wěn)定性能69-70
• 4.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-77
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄77-78

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 楊森根;劉見(jiàn)永;吳振奕;凡素華;詹夢(mèng)熊;;四種新型D-A化合物的合成與光電性能研究[J];高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào);2006年12期

2 李針英;孫建平;王亮;周小波;凌啟淡;;基于苯并二噻吩的D-A型窄帶隙共軛聚合物在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[J];高分子通報(bào);2013年03期

3 王曉峰;李會(huì)學(xué);袁q;董曉寧;李曉東;朱元成;;基于α-肉桂酰環(huán)乙烯酮二硫縮酮的一類(lèi)新型D-A有機(jī)發(fā)光材料的理論[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2009年05期

4 ;[J];;年期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 張茂杰;國(guó)霞;李永舫;;基于噻唑并噻唑與二噻吩并噻咯的D-A共聚物的合成與光伏性能表征[A];2011年全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 樊令;崔銳利;錢(qián)東;李永舫;鄒應(yīng)萍;;4,8-二(乙基己基噻吩基)噻吩[2,3-f]并苯并呋喃基D-A聚合物的合成及光伏應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第25分會(huì)：有機(jī)光伏[C];2014年

3 余沛;王晶輝;何榮幸;;D-A-π-A光敏劑中輔助配體對(duì)染料敏化太陽(yáng)能電池性能的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第15分會(huì)：理論化學(xué)方法和應(yīng)用[C];2014年

4 陳麗霞;沈平;李永舫;;側(cè)鏈對(duì)基于苯并二噻吩的主-側(cè)鏈型D-A共聚物的光電性能的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第25分會(huì)：有機(jī)光伏[C];2014年

5 羅聯(lián)源;孫建平;余麗利;凌啟淡;;D-A型窄帶隙聚合物太陽(yáng)能電池給體材料的合成與性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第16分會(huì)：π-共軛材料[C];2014年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 黃峻;二噻吩并稠環(huán)D-A型聚合物的設(shè)計(jì)、合成及其光電性能[D];華南理工大學(xué);2014年

2 王坤;基于新型受體單元的D-A共聚物的合成和光伏性能[D];東北師范大學(xué);2013年

3 霍明明;D-A共聚物PBDTTT和PF(S)DCN的超快光生電荷動(dòng)力學(xué)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 白金鳳;基于吡咯并吡咯二酮的D-A型衍生物的合成及其有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管性質(zhì)研究[D];延邊大學(xué);2015年

2 陳雙英;基于不同橋環(huán)的含氟苯并噻二唑基團(tuán)的D-A共聚物的光伏性能及形貌研究[D];南昌大學(xué);2015年

3 郭愷;基于苯并二吡咯酮的D-A聚合物的合成與性能研究[D];青島科技大學(xué);2015年

4 李凡超;基于苯并二噻吩的D-A聚合物的合成及性能[D];青島科技大學(xué);2016年

5 程衛(wèi)東;D-A型噻吩聚合物的設(shè)計(jì)，合成及性質(zhì)表征[D];吉林大學(xué);2013年

6 張永青;基于二噻吩并[2，3-b：3'，，2'-d]噻吩的“螺旋槳”型螺烯基胺及D-A化合物的合成[D];河南大學(xué);2013年

7 吳天景;基于四噻吩乙烯的新型樹(shù)枝狀化合物與D-A化合物的制備研究[D];河南大學(xué);2013年

8 肖璐;氟代苯并噻二唑類(lèi)、苯并二吡咯二酮類(lèi)D-A聚合物的設(shè)計(jì)合成與光伏性能研究[D];中南大學(xué);2014年

9 陸佳靈;含氰基的新型D-A共軛聚合物在聚合物太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2014年

10 王丹;基于D-A-π-A結(jié)構(gòu)的有機(jī)芳胺染料敏化劑的合成及其性能研究[D];華東理工大學(xué);2014年

本文編號(hào)：750296