全共軛聚電解質(zhì)的合成及性能研究.pdf

1、全共軛聚電解質(zhì)以其優(yōu)異的光電活性和特殊的溶解性能，在熒光傳感領(lǐng)域和光電器件領(lǐng)域中的應(yīng)用發(fā)展十分迅速。設(shè)計(jì)合成具有新型功能的共軛聚電解質(zhì)材料，研究聚合物在不同溶液環(huán)境中的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與其光物理性能之間的關(guān)系，對(duì)今后熒光材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及器件性能的優(yōu)化具有重要意義。
　　本論文以2，5-二溴-3-（6-溴己氧基甲基）噻吩和2，7-二(4，4，5，5-四甲基-1，3-二氧-2-硼烷基)-9，9-二辛基芴為單體，首先利用Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)

2、合成出中性交替共聚物聚[(9，9-二辛基-2，7-芴)-2，5-(3-(6-溴己氧基甲基)噻吩)](PFTBr)，再進(jìn)行化學(xué)修飾，使噻吩側(cè)鏈季銨化，得到陽(yáng)離子型共軛聚電解質(zhì)聚[（9，9-二辛基-2，7-芴）-2，5-(3-(6-三甲基銨己氧基甲基)噻吩)](PFTNBr)。核磁共振譜(1H NMR、13C NMR)表明共聚物PFTBr結(jié)構(gòu)正確，X射線光電子能譜(XPS)和元素分析(EA)表明側(cè)鏈修飾成功，PFTNBr季銨化程度約為96.

3、7％。凝膠滲透色譜(GPC)結(jié)果表明共聚物分子量適中(38000)，分子量分布寬度較窄(PDI=1.2)。TGA結(jié)果顯示兩種共聚物都具有良好的熱穩(wěn)定性能，熱分解溫度均高于200℃。
　　隨后，我們利用紫外可見(jiàn)光吸收光譜(UV-vis)、熒光發(fā)射光譜(PL)、穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)熒光光譜、透射電子顯微鏡(TEM)等方法，研究了PFTNBr在不同溶液環(huán)境中的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與其光物理性能之間的關(guān)系;并利用循環(huán)伏安法考察了共聚物的電化學(xué)特性。
　　

4、首先，研究了PFTNBr在不同極性溶劑中的光物理性能。發(fā)現(xiàn)聚合物在甲醇溶液中呈分散、伸展?fàn)顟B(tài)，在水、三氯甲烷、四氫呋喃中則容易發(fā)生聚集。在混合溶劑甲醇/水和甲醇/四氫呋喃體系中，隨著水和四氫呋喃的體積分?jǐn)?shù)增大，聚合物紫外可見(jiàn)光吸收光譜發(fā)生藍(lán)移，吸收強(qiáng)度減弱;而熒光光譜發(fā)生紅移、熒光發(fā)射強(qiáng)度減弱。在水的體積分?jǐn)?shù)最大時(shí)，變化最為顯著，TEM結(jié)果表明聚合物形成了較為均勻的球狀聚集體。
　　其次，研究了PFTNBr在不同離子環(huán)境溶液中的光

5、物理性能。在強(qiáng)堿性溶液中，紫外可見(jiàn)光吸收強(qiáng)度和熒光發(fā)射強(qiáng)度均減弱。在酸性溶液中，紫外可見(jiàn)光吸收強(qiáng)度和熒光發(fā)射強(qiáng)度增強(qiáng)，但在一定氫離子濃度范圍內(nèi)，熒光發(fā)射強(qiáng)度存在先增強(qiáng)后減弱的趨勢(shì);向溶液中加入高濃度的金屬離子，聚合物發(fā)生聚集，紫外可見(jiàn)光吸收強(qiáng)度減弱。但是在加入Fe3+時(shí)，紫外可見(jiàn)光吸收強(qiáng)度增大。熒光發(fā)射強(qiáng)度隨著Fe3+濃度的增大而先增強(qiáng)后減弱，并幾近猝滅;向溶液中加入亞鐵氰化鉀，紫外可見(jiàn)光吸收強(qiáng)度減弱，熒光發(fā)射強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱，但沒(méi)有發(fā)