本文關(guān)鍵詞：基于有機(jī)共軛材料電致變色器件的制備及其性能

  更多相關(guān)文章： 電活性材料 電致變色器件 電致變色性能 響應(yīng)時(shí)間 著色效率

【摘要】：作為功能性有機(jī)共軛材料,齊聚噻吩及其衍生物具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性和優(yōu)異的光、電性能,可作為電致變色活性材料而用于電致變色器件的制備。電致變色器件在靈巧智能窗、防眩目后視鏡、信息顯示器件等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。為了發(fā)展新型齊聚噻吩衍生物,拓展其在電致變色領(lǐng)域的應(yīng)用,本文通過Suzuki交叉偶聯(lián)反應(yīng)合成了星形齊聚噻吩衍生物三(4-(2’-噻吩)苯)胺(3TPA),并用質(zhì)譜、核磁共振和紅外光譜對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)上的確認(rèn)和表征;將真空蒸鍍法和電化學(xué)聚合法相結(jié)合,制備了有機(jī)/無機(jī)復(fù)合電致變色材料(WO3/P3TPA);利用陽極氧化電化學(xué)聚合法制備了有機(jī)共聚物電致變色材料P(EDOT-co-3TPA),各材料結(jié)構(gòu)如下圖所示。以3TPA、WO3/P3TPA和P(EDOT-co-3TPA)分別作為電致變色活性材料,制備了液態(tài)電致變色器件,器件結(jié)構(gòu)為:ITO/電致變色活性層/電解質(zhì)溶液/金屬Pt;研究了P3TPA、WO3/P3TPA和P(EDOT-co-3TPA)的電致變色性能,并對(duì)其電致變色機(jī)理進(jìn)行了初步研究。研究結(jié)果表明:1)3TPA本身不具備可逆的電致變色現(xiàn)象,能夠進(jìn)行循環(huán)可逆電致變色的是其聚合物P3TPA;當(dāng)電壓在正負(fù)間交替轉(zhuǎn)換時(shí),P3TPA能夠在深藍(lán)色和橘黃色之間發(fā)生可逆的顏色變化,其著色和褪色響應(yīng)時(shí)間分別達(dá)到0.51s和1.06s;2)當(dāng)電壓在正負(fù)間交替轉(zhuǎn)換時(shí),WO3/P3TPA層狀復(fù)合材料能夠在深藍(lán)色和黃色之間發(fā)生可逆的顏色變化;與WO3相比,WO3/P3TPA層狀復(fù)合材料具有更快的著色和褪色響應(yīng)速度,更好的開路記憶能力,更高的著色效率。3)P(EDOT-co-3TPA)共聚材料能夠發(fā)生可逆的電致變色現(xiàn)象,顏色變換的數(shù)量隨著單體投料比的不同而改變;將EDOT與3TPA進(jìn)行電化學(xué)共聚,能夠明顯改善EDOT聚合時(shí)的成膜性;P(EDOT-co-3TPA)共聚材料相對(duì)于PEDOT,其著色和褪色響應(yīng)速度均有不同程度加快;制備P(EDOT-co-3TPA)共聚物能有效提高均聚物P3TPA的循環(huán)壽命。
【關(guān)鍵詞】：電活性材料 電致變色器件 電致變色性能 響應(yīng)時(shí)間 著色效率
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O633.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-22
• 引言11
• 1.1 電致變色概述11-13
• 1.1.1 電致變色的定義11
• 1.1.2 電致變色材料的分類11-12
• 1.1.3 電致變色器件的結(jié)構(gòu)12-13
• 1.2 電致變色的機(jī)理13-14
• 1.2.1 無機(jī)電致變色材料變色機(jī)理13
• 1.2.2 有機(jī)電致變色材料變色機(jī)理13-14
• 1.3 噻吩及其衍生物應(yīng)用于電致變色器件的研究進(jìn)展14-17
• 1.4 有機(jī)/無機(jī)復(fù)合電致變色材料概述及其研究進(jìn)展17-18
• 1.5 電致變色器件的應(yīng)用18-19
• 1.5.1 電致變色智能窗18-19
• 1.5.2 電致變色顯示器19
• 1.5.3 防眩目后視鏡19
• 1.6 目前電致變色材料存在的主要問題和解決方案19-20
• 1.7 本課題的研究意義和研究內(nèi)容20-22
• 第二章 三(4-(2′-噻吩)苯)胺(3TPA)的合成及電致變色性能22-39
• 2.1 引言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分22-28
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器22-24
• 2.2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑22-23
• 2.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器23-24
• 2.2.2 三(4-(2′-噻吩)苯)胺（3TPA）的合成及其表征24-25
• 2.2.2.1 3TPA的合成24
• 2.2.2.2 3TPA的表征24-25
• 2.2.3 液態(tài)電致變色器件的制備25-26
• 2.2.4 光電性能和電致變色性能測(cè)試方法26-28
• 2.2.4.1 紫外吸收及摩爾吸光系數(shù)測(cè)試26
• 2.2.4.2 電化學(xué)性能測(cè)試26
• 2.2.4.3 響應(yīng)時(shí)間（Switching time，s）測(cè)試26-27
• 2.2.4.4 光學(xué)對(duì)比度（Electrochromic Contract，， ΔT）測(cè)試27
• 2.2.4.5 開路記憶能力（Open circuit memory ability）測(cè)試27
• 2.2.4.6 著色效率（Coloration efficiency，cm~2/C）的測(cè)試27-28
• 2.2.4.7 循環(huán)壽命（Cycle life）的測(cè)試28
• 2.3 結(jié)果與討論28-37
• 2.3.1 3TPA的紫外-可見光吸收光譜和電化學(xué)性能28-29
• 2.3.2 3TPA的電致變色現(xiàn)象及其電致變色機(jī)理29-32
• 2.3.2.1 3TPA的電致變色現(xiàn)象討論29-31
• 2.3.2.2 3TPA的電致變色機(jī)理31-32
• 2.3.3 電化學(xué)聚合制備P3TPA及其電化學(xué)性能和電致變色性能32-37
• 2.3.3.1 3TPA電化學(xué)聚合制備P3TPA32-33
• 2.3.3.2 P3TPA的電化學(xué)性能33-34
• 2.3.3.3 P3TPA的著色和褪色響應(yīng)時(shí)間34-35
• 2.3.3.4 P3TPA的光學(xué)對(duì)比度及開路記憶能力35
• 2.3.3.5 P3TPA的著色效率35-37
• 2.3.3.6 P3TPA的循環(huán)壽命37
• 2.4 本章小結(jié)37-39
• 第三章 WO_3/P3TPA層狀復(fù)合材料的制備及電致變色性能39-48
• 3.1 引言39-40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分40-42
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器40
• 3.2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑40
• 3.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器40
• 3.2.2 WO_3/P3TPA層狀復(fù)合材料的制備40-41
• 3.2.3 WO_3/P3TPA復(fù)合材料液態(tài)電致變色器件的制備41-42
• 3.3 結(jié)果與討論42-47
• 3.3.1 WO_3/P3TPA層狀復(fù)合材料的電化學(xué)性能及其顏色轉(zhuǎn)換42
• 3.3.2 WO_3/P3TPA層狀復(fù)合材料的著色和褪色響應(yīng)時(shí)間42-44
• 3.3.3 WO_3/P3TPA層狀復(fù)合材料的光學(xué)對(duì)比度及其開路記憶能力44-45
• 3.3.4 WO_3/P3TPA層狀復(fù)合材料的著色效率45-46
• 3.3.5 WO_3/P3TPA層狀復(fù)合材料循環(huán)壽命及其穩(wěn)定性46-47
• 3.4 本章小結(jié)47-48
• 第四章 基于 3,4-乙撐二氧噻吩和 3TPA共聚物的制備及電致變色性能48-67
• 4.1 引言48-49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分49-51
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器49-50
• 4.2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑49-50
• 4.2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器50
• 4.2.2 P(EDOT-co-3TPA)共聚物的制備50-51
• 4.3 結(jié)果與討論51-65
• 4.3.1 P(EDOT-co-3TPA)共聚物的電化學(xué)性能及其顏色轉(zhuǎn)換51-58
• 4.3.2 P(EDOT-co-3TPA)共聚物的著色和褪色響應(yīng)時(shí)間58-60
• 4.3.3 P(EDOT-co-3TPA)共聚物的光學(xué)對(duì)比度60-62
• 4.3.4 P(EDOT-co-3TPA)共聚物的著色效率62-63
• 4.3.5 P(EDOT-co-3TPA)共聚物的循環(huán)壽命63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果74-75
• 致謝75-76
• 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見76

【相似文獻(xiàn)】

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1 梁慶;徐剛;徐雪青;;電致變色玻璃窗節(jié)能特性分析[J];材料研究與應(yīng)用;2008年04期

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(hào)：846650