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基于水溶性共轭聚合物的绝缘分子线制备和性能研究

作　者: 冯雪凌
导　师: 李春
学　校: 清华大学
专　业: 化学
关键词: 绝缘分子线自组装水溶性共轭聚合物枝状分子香菇多糖
分类号: TQ320.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

共轭聚合物具有优越的物理和化学性质,广泛应用于发光二极管、场效应晶体管、太阳能电池、传感器等领域。共轭聚合物的特征是具有共轭的?键,载流子可以沿其骨架流动,所以,这种高分子又被称为“分子线”。共轭聚合物在一般环境下的稳定性较差,容易发生链间的电子、能量的转移;在溶液和固相中,很易聚集,这些性质上的不足制约了人们对其的充分利用。研究者们提出了“绝缘分子线”的概念来解决这些问题,希望在共轭聚合物外面包覆一层保护鞘,避免共轭链间的作用,防止短路。这种对单个共轭聚合物分子的封装可以有效提高其化学稳定性和发光效率。本文主要研究利用主客体间非共价键力的作用,来制备基于水溶性共轭聚合物的绝缘分子线。论文第一部分制备了枝状分子包覆的水溶性聚对苯乙烯撑衍生物(PPV-1)的绝缘分子线。研究表明PPV-1侧链的季胺基基团和枝状物的羧基基团间的静电力可以诱导枝状物沿主链的有效包覆。利用紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱表明,聚合物链在枝状物的作用下呈现更加平面化的构象,有效共轭长度增加。聚合物主链间的作用也被抑制,提高了PPV-1在水溶液中的量子产率。本论文第二部分制备了香菇多糖包覆的水溶性聚噻吩衍生物(PMTPA)的绝缘分子线。紫外-可见吸收光谱、荧光发射光谱、CD光谱表明,在香菇多糖的作用下,PMTPA的主链结构更为平面化,荧光发射能力有所提高;在香菇多糖的诱导下,PMTPA主链右手螺旋化且共轭程度增加。多种表征结果证明了绝缘分子线的生成。引入带有双硼酸基团的苝酰亚胺分子和复合物作用,可以形成具有二维结构的有序排列的复合体,达到由一维纳米材料向二维材料的转化。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章引言  8-30
  1.1 绝缘分子线概念的提出  8-9
  1.2 共轭聚合物  9-13
    1.2.1 共轭聚合物概述  9-10
    1.2.2 共轭聚合物的掺杂和导电性  10-11
    1.2.3 共轭聚合物的制备  11-13
  1.3 绝缘分子线的种类和制备方法  13-27
    1.3.1 环状化合物包覆的绝缘分子线  14-22
    1.3.2 带状化合物包覆的绝缘分子线  22-27
  1.4 绝缘分子线的性质  27-28
  1.5 论文工作的提出和主要研究内容  28-30
第2章实验方法  30-35
  2.1 实验试剂与仪器  30-31
    2.1.1 实验试剂  30
    2.1.2 实验仪器及设备  30-31
  2.2 水溶性聚对苯乙烯撑（PPV-1）的合成与表征  31-33
  2.3 水溶性聚噻吩（PMTPA）的合成与表征  33-35
第3章水溶性阳离子型PPV 和阴离子型枝状化合物自组装绝缘分子线的制备  35-42
  3.1 本章引论  35
  3.2 水溶性PPV-1 和阴离子型枝状化合物的结构和复合体制备  35-36
    3.2.1 PPV-1 和阴离子型枝状化合物的结构  35-36
    3.2.2 水溶性聚对苯乙烯撑与枝状bis-MPA 复合物的制备  36
  3.3 水溶性聚对苯乙烯撑与枝状bis-MPA dendron 复合物的表征  36-41
    3.3.1 水溶性PPV-1 和枝状bis-MPA dendron 复合物的紫外吸收光谱  36-37
    3.3.2 水溶性PPV-1 和枝状bis-MPA 复合物的荧光光谱  37-38
    3.3.3 水溶性PPV-1 和枝状bis-MPA 复合物的量子产率  38-40
    3.3.4 枝状物与共轭聚合物组装的计量比优化  40-41
  3.4 PPV-1 和阴离子型枝状化合物的复合物模型  41
  3.5 本章小结  41-42
第4章水溶性阳离子型聚噻吩衍生物和香菇多糖自组装绝缘分子线的制备  42-55
  4.1 本章引论  42
  4.2 水溶性聚噻吩和香菇多糖的结构及复合物制备  42-43
    4.2.1 水溶性聚噻吩PMTPA 和香菇多糖（Lentinan）的结构  42-43
    4.2.2 PMTPA 和香菇多糖复合物的制备  43
  4.3 水溶性阳离子型聚噻吩和香菇多糖复合物的表征  43-51
    4.3.1 水溶性PMTPA 及PMTPA/Lentinan 的吸收光谱和发射光谱  43-45
    4.3.2 PMTPA/Lentinan 复合物的CD 光谱性质  45-46
    4.3.3 不同浓度下PMTPA/Lentinan 复合物的光谱性质  46-48
    4.3.4 温度对PMTPA/Lentinan 复合物的影响  48-49
    4.3.5 PMTPA/Lentinan 复合物的计量比  49-50
    4.3.6 PMTPA/Lentinan 复合物的形貌研究  50-51
  4.4 PMTPA/Lentinan 复合物的功能化  51-54
    4.4.1 PMTPA/Lentinan 与PDI-BA 间的组装  51-53
    4.4.2 三组分组装体的TEM 表征  53-54
  4.5 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-67
致谢  67-68
附录论文图表索引  68-70
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  70

基于水溶性共轭聚合物的绝缘分子线制备和性能研究

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