三苯胺類噻吩衍生物的合成、電化學(xué)表征及其電致變色性質(zhì)研究.pdf

1、電致變色材料作為一種新興智能材料備受關(guān)注,導(dǎo)電聚合物作為一種電致變色材料因其獨(dú)特的光電性能一直是眾多科學(xué)研究者的研究對象。其中三苯胺噻吩衍生物類有機(jī)導(dǎo)電聚合物因其高導(dǎo)電率,強(qiáng)穩(wěn)定性、禁帶易調(diào)等優(yōu)異性能,容易形成穩(wěn)定的極子,而且有高電荷遷移率,在有機(jī)電致變色器件中有良好的應(yīng)用前景。本文主要合成六種三苯胺噻吩及其衍生物類導(dǎo)電聚合物單體和聚合物通過偶聯(lián)反應(yīng)和電化學(xué)氧化聚合的方法,并對它們進(jìn)行光電性質(zhì)的研究。
　　通過Ullmann反應(yīng)成

2、功的合成了三苯胺衍生物的化合物單體及通過Still和Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)合成了CTTPA,CETPA,MTTPA,METPA,CMTPA和MMTPA六種導(dǎo)電共軛聚合物單體。并通過循環(huán)伏安(CV)法、紫外-可見-近紅外光譜法(UV-vis-NIR)和掃描電子顯微鏡(SEM)等方法對它們表征。光譜電化學(xué)分析表明,CTTPA,CETPA, CMTPA三種聚合物膜具有良好的電致變色性能并表現(xiàn)出多電致變色行為。聚合物膜表現(xiàn)出可逆的電化學(xué)氧化反應(yīng)伴

3、隨有高的對比度,快速切換時(shí)間和大的著色效率及強(qiáng)烈的顏色變化。同時(shí)電化學(xué)和光譜電化學(xué)分析表明,PMTTPA、PMETPA、PMMTPA聚合物也具有可逆的氧化還原行為及多電致變色性能。電致變色動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)表明,這三種聚合物有快速切換時(shí)間,高著色效率和光透射率的變化(ΔT％)。尤其在近紅外區(qū)域有相對高的對比度(PMTTPA在1280 nm處55.5％,PMETPA在1200 nm處77.6％)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同的取代基對它們產(chǎn)生了一定影響,它們

4、均可實(shí)現(xiàn)光學(xué)禁帶調(diào)節(jié),表現(xiàn)不同的電致變色特性。所有的三苯胺噻吩衍生物聚合物都具有高的光學(xué)對比度,快速的響應(yīng)時(shí)間,滿意的著色效率,好的穩(wěn)定性。其中包含3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)和3-甲氧基噻吩供電子體單元的聚合物的電致變色特性尤其明顯。
　　為了進(jìn)一步研究三苯胺噻吩衍生物類導(dǎo)電聚合物的電致變色在有機(jī)光電器件方面的應(yīng)用,本文構(gòu)建了六種電致變色器件,即 PCTTPA/PEDOT,PCETPA/PEDOT, PMTTPA/PEDOT

5、,PMETPA/PEDOT,PCMTPA/PEDOT和 PMMTPA/PEDOT。其中PEDOT作為陰極材料,另外六種均聚物作為陽極材料。另外,發(fā)現(xiàn)該P(yáng)CTTPA/PEDOT、PCETPA/PEDOT、PCMTPA/PEDOT器件分別顯示兩種顏色(黃色,深藍(lán)色;綠色,藍(lán)色;黃色,藍(lán)色)。根據(jù)PCTTPA、PCETPA或PCMTPA和PEDOT相應(yīng)的器件表現(xiàn)出較高的光學(xué)對比度(ΔT％),快速響應(yīng)時(shí)間和優(yōu)良的循環(huán)伏安的穩(wěn)定性;PMTTPA膜