新型導(dǎo)電高分子材料的電化學(xué)合成及其光譜分析研究.pdf

1、電化學(xué)方法是制備導(dǎo)電高分子的重要方法。導(dǎo)電高分子的電化學(xué)合成主要是在有機(jī)溶劑或水溶液中進(jìn)行。在這些體系中一些芳香化合物單體由于氧化電位高無(wú)法聚合或所得聚合物性能差。在過(guò)去25年里，導(dǎo)電高分子主要集中在簡(jiǎn)單的五元雜環(huán)聚合物的研究。最近，以稠環(huán)芳香化合物作為單體電化學(xué)聚合制備高性能導(dǎo)電高分子成為研究熱點(diǎn)。三氟化硼乙醚是一種中等強(qiáng)度的Lewis酸，可以作為噻吩、苯及其衍生物等芳香單體電化學(xué)合成高性能導(dǎo)電高分子的良好電解質(zhì)溶液。另一方面，由于導(dǎo)

2、電高分子的光譜數(shù)據(jù)的積累還很不完善，從而對(duì)導(dǎo)電高分子的許多理論性問(wèn)題的研究受到限制。本論文主要是在三氟化硼乙醚與乙醚或強(qiáng)酸或四氫呋喃等形成的混合電解質(zhì)中進(jìn)行了強(qiáng)吸電子基團(tuán)取代吲哚衍生物(如：5-硝基吲哚、5-氰基吲哚)以及二苯并呋喃、聚(N-乙烯基咔唑)的電化學(xué)聚合，并對(duì)不同條件下獲得的聚合物進(jìn)行了詳細(xì)的光譜分析研究。同時(shí)還研究了二苯并呋喃和3-甲基噻吩在三氟化硼乙醚中的電化學(xué)共聚合，對(duì)不同條件下獲得的共聚物進(jìn)行了詳細(xì)的光譜分析研究。

3、 1、首次在三氟化硼乙醚+乙醚混合電解質(zhì)中強(qiáng)吸電子基團(tuán)取代吲哚衍生物(5-硝基吲哚、5-氰基吲哚)的電化學(xué)聚合及其光譜分析。該體系中5-硝基吲哚、5-氰基吲哚的起始氧化電位分別為1.04，1.15Vvs.SCE，其聚合物電導(dǎo)率約為10-2Scm-1。熒光光譜研究表明制備的聚(5-硝基吲哚)和聚(5-氰基吲哚)分別是良好的綠色、藍(lán)色熒光材料。不同電位影響5-硝基吲哚電化學(xué)聚合的光譜分析表明低電位有利于5-硝基吲哚的聚合且有利于增加聚

4、(5-硝基吲哚)膜的共軛鏈長(zhǎng)。同時(shí)還利用紅外光譜、1HNMR及其熒光光譜對(duì)聚吲哚、聚(5-甲基吲哚)、聚(5-溴吲哚)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。研究表明吲哚及其5-位取代吲哚衍生物聚合發(fā)生在吲哚環(huán)的C2和C3位，且相應(yīng)聚合物具有良好的藍(lán)色熒光性能。 2、首次在三氟化硼乙醚與強(qiáng)酸(三氟乙酸或硫酸)形成的混合電解質(zhì)中進(jìn)行了二苯并呋喃的電化學(xué)聚合，獲得的聚(二苯并呋喃)膜電導(dǎo)率約為100Scm-1。不同強(qiáng)酸濃度影響二苯并呋喃電化學(xué)聚合的紅外光

5、譜和1H-NMR譜分析表明低電位可以獲得更長(zhǎng)的共軛鏈長(zhǎng)。同時(shí)，紅外光譜和1H-NMR譜分析表明二苯并呋喃電化學(xué)聚合發(fā)生在C(3)C(10)或C(4)C(9)位。三氟化硼乙醚+30％三氟乙酸中制備的摻雜態(tài)或去摻雜態(tài)聚(二苯并呋喃)膜均能部分溶于四氫呋喃和三氯甲烷；然而，三氟化硼乙醚+12.5％濃硫酸中制備的摻雜態(tài)或去摻雜態(tài)聚(二苯并呋喃)膜均能部分溶于二甲亞砜和N，N-二甲基甲酰胺。熒光光譜研究表明長(zhǎng)鏈的聚(二苯并呋喃)膜的發(fā)射波長(zhǎng)相對(duì)于

6、短鏈的聚(二苯并呋喃)膜的發(fā)射波長(zhǎng)發(fā)生紅移。 3、首次在四氫呋喃與三氟化硼乙醚溶液(12％，體積比)中實(shí)現(xiàn)了聚(N-乙烯基咔唑)的電化學(xué)聚合，聚(N-乙烯基咔唑)的起始氧化電位僅為1.07VvsSCE。自支撐聚(聚(N-乙烯基咔唑))膜具有良好的電化學(xué)活性和良好的熱穩(wěn)定性且電導(dǎo)率為10-2Scm-1。紅外光譜分析表明聚(N-乙烯基咔唑)聚合位置發(fā)生在苯環(huán)上，從而證明了聚(N-乙烯基咔唑)是通過(guò)咔唑單元二次電化學(xué)聚合。該體系中獲得