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不对称烷氧基取代聚对苯乙炔衍生物/纳米半导体复合材料的制备及其光电性能

作　者: 林婷
导　师: 翁家宝；孙建平
学　校: 福建师范大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 不对称烷氧基取代聚对苯乙炔衍生物 原位脱氯化氢缩合聚合法 不对称烷氧基取代聚对苯乙炔衍生物/纳米半导体复合材料 光电性能 热性能
分类号: O633.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


目前对PPV的研究主要集中在聚合物侧链上的修饰、主链结构的调整以及与无机纳米材料的复合，这样既能改善刚性PPV结构的溶解性，又可以完善PPV类聚合物的发光颜色。本文采用强碱诱导的脱氯化氢缩合聚合法，合成了五种可溶性不对称烷氧基取代聚对苯乙炔衍生物（ROPPVs），通过引入不同长度的烷氧基柔性基团，对PPV的侧链进行修饰，提高了材料的溶解性，使PPV类聚合物可直接旋涂成膜，简化工艺。不对称ROPPVs不但保持了PPV本身的故有发光性能，而且由于引入不同长度的烷氧基，使得PPV聚合物的能隙显著降低，调节了光致发光的发射波长。在此基础上，采用共聚的方法，将具有不同结构的PPV衍生物分子进行共聚，合成了三种可溶性不对称烷氧基取代聚对苯乙炔共聚物，从而改善了材料的热性能和光致发光特性。为了进一步改善不对称ROPPVs的发光性能和热性能，首次采用原位脱氯化氢缩合聚合法，合成出一系列不对称烷氧基取代聚对苯乙炔衍生物／纳米半导体复合材料。将不对称ROPPVs分别与纳米稀土氧化物、二元稀土配合物Eu（phen）2Cl3以及纯化的SWNTs进行复合，合成出不对称烷氧基取代聚对苯乙炔／纳米稀土氧化物复合材料(如PMOBOPV／Eu2O3和PMOCOPV/(Y2O3：Eu3+)纳米复合材料)、PMOCOPV／Eu（phen）2Cl3杂化材料和PMOCOPV／SWNTs纳米复合材料。研究表明，由于无机材料的加入，使得这些复合材料的热稳定性较各自纯的不对称ROPPV材料得到提高：同时不同无机材料对聚合物有不同的影响，从而使得四种复合材料具有不同的光致发光发射波长，表现出不同的光致发光特性，这些都为其作为电致发光器件的发光层物质创造了更有利的条件。

全文目录


摘要  2-3
Abstract  3-5
中文文摘  5-14
第1章 绪论  14-36
  1.1 前言  14-15
  1.2 PPV及其衍生物的主要合成方法  15-20
    1.2.1 Witting缩合聚合法  15-16
    1.2.2 Wessling前聚物法  16-17
    1.2.3 含氯前聚物法  17-18
    1.2.4 Heck偶联法  18
    1.2.5 电化学法  18-19
    1.2.6 Knoevenagel缩合法  19-20
  1.3 PPV及其衍生物在发光领域中的研究进展  20-24
    1.3.1 PPV类聚合物的发光性能  20-21
    1.3.2 含有不同侧链PPV类聚合物的研究进展  21-22
    1.3.3 PPV类共聚物的研究进展  22-24
  1.4 PPV及其衍生物与无机纳米材料复合的研究状况  24-26
    1.4.1 PPV及其衍生物与无机纳米材料复合的研究进展  24-25
    1.4.2 PPV及其衍生物与无机材料复合的制备技术  25-26
      1.4.2.1 纳米微粒直接分散技术  25
      1.4.2.2 溶胶-凝胶技术  25
      1.4.2.3 层间嵌插技术  25-26
      1.4.2.4 纳米复合膜自组装技术  26
  1.5 本论文的研究内容及创新之处  26-29
    1.5.1 研究内容  26-27
    1.5.2 创新之处  27-29
  参考文献  29-36
第2章 五种可溶性不对称烷氧基取代聚对苯乙炔聚物的合成及其性能研究  36-56
  2.1 引言  36-37
  2.2 实验原理  37-38
    2.2.1 合成路线  37
    2.2.2 各步反应机理  37-38
      2.2.2.1 1-甲氧基-4-烷氧基苯的合成机理  37
      2.2.2.2 1,4-双(氯甲基)-2-甲氧基-5-烷氧基苯的合成机理  37
      2.2.2.3 聚(2-甲氧基-5-烷氧基)对苯乙炔的聚合反应机理  37-38
  2.3 试剂和仪器  38-39
  2.4 合成实验  39
    2.4.1 1-甲氧基-4-烷氧基苯(简称双醚)的合成  39
    2.4.2 1,4-双(氯甲基)-2-甲氧基-5-烷氧基苯(简称双氯苄)的合成  39
    2.4.3 聚(2-甲氧基-5-烷氧基)对苯乙炔的合成  39
  2.5 合成条件  39-41
    2.5.1 双醚的合成条件  39-40
    2.5.2 双氯苄的合成条件  40
    2.5.3 聚合反应条件  40-41
  2.6 结果与讨论  41-53
    2.6.1 聚合物及其中间产物的结构表征  41-47
      2.6.1.1 中间产物的元素分析数据  41-42
      2.6.1.2 中间产物的红外光谱分析数据  42-43
      2.6.1.3 聚合物及其中间产物的核磁共振氢谱(~1H NMR)分析数据  43-45
      2.6.1.4 ROPPVs的红外光谱分析  45
      2.6.1.5 ROPPVs的紫外-可见吸收光谱分析  45-46
      2.6.1.6 ROPPVs的X射线粉末衍射分析  46-47
    2.6.2 聚合物的形貌观察  47-48
    2.6.3 聚合物的性能研究  48-51
      2.6.3.1 热性能  48-49
      2.6.3.2 光致发光性能  49-51
    2.6.4 不对称ROPPVs薄膜的光学禁带宽度测量  51-53
      2.6.4.1 聚合物的能隙理论  51
      2.6.4.2 不对称ROPPVs薄膜样品的制备  51-52
      2.6.4.3 不对称ROPPVs薄膜的光学禁带宽度测量  52-53
  2.7 本章小结  53-54
  参考文献  54-56
第3章 三种可溶性不对称烷氧基取代聚对苯乙炔共聚物的合成及其性能研究  56-70
  3.1 引言  56
  3.2 实验合成路线  56-57
    3.2.1 单体合成路线  56-57
    3.2.2 二元共聚物的合成路线  57
    3.2.3 三元共聚物的合成路线  57
  3.3 试剂和仪器  57-58
  3.4 合成实验  58-59
    3.4.1 单体的合成  58
    3.4.2 二元共聚物的合成  58
    3.4.3 三元共聚物的合成  58-59
  3.5 结果与讨论  59-67
    3.5.1 共聚物的结构表征和分析  59-61
      3.5.1.1 共聚物的核磁共振氢谱(~1HNMR)分析数据  59
      3.5.1.2 红外光谱分析  59-60
      3.5.1.3 紫外-可见吸收光谱分析  60-61
      3.5.1.4 X射线粉末衍射分析  61
    3.5.2 共聚物的形貌观察  61-63
    3.5.3 共聚物的性能研究  63-66
      3.5.3.1 热性能  63-64
      3.5.3.2 光致发光性能  64-66
    3.5.4 共聚物薄膜的光学禁带宽度测量  66-67
      3.5.4.1 共聚物薄膜样品的制备  66
      3.5.4.2 共聚物薄膜的光学禁带宽度测量  66-67
  3.6 本章小结  67-69
  参考文献  69-70
第4章不 对称烷氧基取代聚对苯乙炔/纳米稀土氧化物复合材料的合成及其性能研究  70-84
  4.1 引言  70
  4.2 试剂和仪器  70-71
  4.3 聚(2-甲氧基-5-丁氧基)对苯乙炔/Eu_2O_3纳米复合材料的合成及其性能研究  71-76
    4.3.1 实验合成路线  71
    4.3.2 PMOBOPV/Eu_2O_3纳米复合材料的制备实验  71
    4.3.3 结果与讨论  71-76
      4.3.3.1 PMOBOPV/Eu_2O_3纳米复合材料的结构表征和分析  71-73
      4.3.3.2 PMOBOPV/Eu_2O_3纳米复合材料的微观形貌观察  73-74
      4.3.3.3 PMOBOPV/Eu_2O_3纳米复合材料的性能研究  74-76
  4.4 聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/(Y_2O_3:Eu~(3+))纳米复合材料的合成及其性能研究  76-82
    4.4.1 实验合成路线  76
    4.4.2 PMOCOPV/(Y_2O_3:Eu~(3+))纳米复合材料的制备实验  76
    4.4.3 结果与讨论  76-82
      4.4.3.1 PMOCOPW(Y_2O_3:Eu~(3+))纳米复合材料的结构表征和分析  76-78
      4.4.3.2 PMOCOPW(Y_2O_3:Eu~(3+))纳米复合材料的形貌观察  78-79
      4.4.3.3 PMOCOPV/(Y_2O_3:Eu~(3+))纳米复合材料的性能研究  79-81
      4.4.3.4 PMOCOPV/(Y_2O_3:Eu~(3+))纳米复合材料薄膜的光学禁带宽度测量  81-82
  4.5 本章小结  82-83
  参考文献  83-84
第5章 聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/Eu(phen)_2Cl_3杂化材料的合成及其性能研究  84-96
  5.1 引言  84
  5.2 试剂和仪器  84-85
  5.3 二元稀土配合物Eu(phen)_2Cl_3的合成过程  85
  5.4 PMOCOPV/Eu(phen)_2Cl_3杂化材料的实验合成路线  85
  5.5 PMOCOPV/Eu(phen)_2Cl_3杂化材料的制备实验  85
  5.6 结果与讨论  85-93
    5.6.1 二元稀土配合物Eu(phen)_2Cl_3的结构表征和荧光性质  85-87
      5.6.1.1 Eu(phen)_2Cl_3的红外光谱分析  85-86
      5.6.1.2 Eu(phen)_2Cl_3的荧光性质  86-87
    5.6.2 PMOCOPV/Eu(phen)_2Cl_3杂化材料的结构表征和分析  87-89
      5.6.2.1 红外光谱分析  87
      5.6.2.2 紫外-可见吸收光谱分析  87-88
      5.6.2.3 X射线粉末衍射分析  88-89
    5.6.3 PMOCOPV/Eu(phen)_2Cl_3杂化材料的形貌观察  89-90
    5.6.4 PMOCOPV/Eu(phen)_2Cl_3杂化材料的性能研究  90-92
      5.6.4.1 热性能  90-91
      5.6.4.2 光致发光性能  91-92
    5.6.5 PMOCOPV/Eu(phen)_2Cl_3杂化材料薄膜的光学禁带宽度测量  92-93
  5.7 本章小结  93-94
  参考文献  94-96
第6章 聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔/SWNTs纳米复合材料的合成及其性能研究  96-110
  6.1 引言  96-97
  6.2 试剂和仪器  97
  6.3 单壁碳纳米管的纯化过程  97
  6.4 PMOCOPV/SWNTs纳米复合材料的实验合成路线  97-98
  6.5 PMOCOPV/SWNTs纳米复合材料的制备实验  98
  6.6 结果与讨论  98-106
    6.6.1 纯化前后SWNTs的拉曼表征  98-99
    6.6.2 PMOCOPV/SWNTs纳米复合材料的结构表征和分析  99-102
      6.6.2.1 红外光谱分析  99-100
      6.6.2.2 拉曼光谱分析  100-101
      6.6.2.3 紫外-可见吸收光谱分析  101
      6.6.2.4 X射线粉末衍射分析  101-102
    6.6.3 PMOCOPV/SWNTs纳米复合材料的形貌观察  102-103
    6.6.4 PMOCOPV/SWNTs纳米复合材料的性能研究  103-106
      6.6.4.1 热性能  103-104
      6.6.4.2 光致发光性能  104-106
    6.6.5 PMOCOPV/SWNTs纳米复合材料薄膜的光学禁带宽度测量  106
  6.7 本章小结  106-108
  参考文献  108-110
结论  110-112
攻读学位期间承担的科研任务与主要成果  112-114
致谢  114-116
个人简历  116-118

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 杂链聚合物 > 链上含氧的聚合物
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