学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于PEDOT的新型导电聚合物及其电致变色性能

作　者: 杨慧娟
导　师: 聂广明
学　校: 青岛科技大学
专　业: 分析化学
关键词: 导电聚合物 2,7-二溴芴对二溴苯 1,4-二溴萘 3,4-乙撑二氧噻吩电致变色
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 123次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

目前，导电聚合物的制备及其电致变色性能研究是导电聚合物的主要研究方向之一。导电聚合物制备最常用的方法是电化学聚合法。聚（3,4-乙撑二氧噻吩）（PEDOT）是导电聚合物中应用较为广泛的一类。本论文主要通过有机合成的方法，分别将3,4-乙撑二氧噻吩（EDOT）与2,7-二溴芴、对二溴苯、1,4-二溴萘分别反应，生成了三种基于EDOT的新型化合物单体，在此基础上并制备了相应的高性能导电聚合物，并研究了三种导电聚合物的电致变色性能。1.2,7-二溴芴与3,4-乙撑二氧噻吩通过反应生成新的化合物单体2,7-bis-（2,3-dihydro-thieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-yl）-9H-fluorene （EDOT-FE），通过直接电化学聚合得到高性能聚合物P（EDOT-FE），该聚合物具有良好的氧化还原活性和热稳定性，电导率为2.5S cm^-1。荧光光谱研究表明，聚合物是一种良好的绿色荧光材料，其荧光量子产率为0.797。P（EDOT-FE）与聚（3,4-二氧乙撑噻吩）构建的电致变色器件具有高的着色效率、好的响应时间和良好的开路记忆能力。2.对二溴苯与3,4-乙撑二氧噻吩通过反应生成了新的化合物2,7-bis-（2,3-dihydro-thieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-yl）-benzene （EDOT-BE），并通过直接电化学氧化的方法制备了高性能的聚合物薄膜P（EDOT-BE）。该聚合物具有良好的电化学活性，同时具有良好的电致变色性能。与聚（3,4-乙撑二氧噻吩）研制的电致变色器件研究表明，该器件能够在红色的还原态与蓝色的氧化态之间转变，且响应时间快，器件在630nm处的最大着色效率可达到494cm²C^-1。3.1,4-二溴萘与3,4-乙撑二氧噻吩进行反应生成新的化合物2,7-bis-（2,3-dihydro-thieno[3,4-b][1,4]dioxin-5-yl）-naphthalene （EDOT-NE），该单体通过电化学直接氧化生成高性能的聚合物薄膜P（EDOT-NE），氧化电位仅为1.0Vvs. SCE。该聚合物薄膜具有可逆的氧化还原活性和电化学稳定性以及热稳定性。光谱电化学研究表明该聚合物能够在氧化态（淡蓝色）和还原态（淡红色）之间发生可逆的转变，响应时间仅为1.3s，具有较高的着色效率，电致变色性能良好。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章前言  10-29
  1.1 导电聚合物  10-13
    1.1.1 导电聚合物简介  10
    1.1.2 导电聚合物制备方法  10-12
    1.1.3 导电聚合物的性能及应用  12-13
      1.1.3.1 导电聚合物的氧化还原性能及应用  12
      1.1.3.2 导电聚合物的电化学性能及应用  12-13
      1.1.3.3 导电聚合物的掺杂-去掺杂性能及应用  13
  1.2 电致变色性能  13-19
    1.2.1 电致变色机理  13-16
      1.2.1.1 无机电致变色机理  13-14
      1.2.1.2 有机电致变色机理  14-16
    1.2.2 电致变色材料的研究方法  16-17
      1.2.2.1 观察法  16
      1.2.2.2 光谱电化学  16
      1.2.2.3 对比度与响应时间  16-17
      1.2.2.4 着色效率与掺杂水平  17
    1.2.3 电致变色材料的应用  17-19
      1.2.3.1 智能电致变色织物  17-18
      1.2.3.2 智能窗  18
      1.2.3.3 电致变色玻璃  18
      1.2.3.4 红外发射器件的应用  18-19
  1.3 噻吩类导电聚合物  19-21
    1.3.1 聚噻吩  19
    1.3.2 聚(3,4-乙撑二氧噻吩)PEDOT 的研究进展  19-20
    1.3.3 聚(3,4-乙撑二氧噻吩)电致变色性能研究  20-21
  1.4 论文工作的提出和主要内容  21-22
  参考文献  22-29
第二章实验方法  29-36
  2.1 试剂与仪器  29-30
    2.1.1 主要试剂  29
    2.1.2 实验仪器  29-30
  2.2 单体的合成  30-31
  2.3 聚合物薄膜的制备  31-32
    2.3.1 电化学合成及电化学性能测试  31-32
    2.3.2 电解质溶液  32
    2.3.3 聚合物薄膜的去掺杂  32
  2.4 凝胶电解质的制备  32
  2.5 聚合物薄膜的性能表征  32-33
    2.5.1 聚合物薄膜的掺杂程度  32-33
    2.5.2 聚合反应的电流效率  33
    2.5.3 聚合物的荧光量子产率  33
    2.5.4 聚合物的着色效率  33
  2.6 电致变色器件的制备  33-35
  参考文献  35-36
第三章导电聚合物 P(EDOT-FE)的电合成及电致变色器件  36-55
  3.1 EDOT-FE 的电化学聚合  37-38
  3.2 P(EDOT-FE)的电化学性质  38-39
  3.3 结构表征  39-40
  3.4 热稳定性  40-41
  3.5 扫描电镜及电导率  41-42
  3.6 P(EDOT-FE)的荧光性能  42-43
  3.7 P(EDOT-FE)的光谱电化学性质  43-44
  3.8 P(EDOT-FE)的电致变色响应  44-45
  3.9 P(EDOT-FE)的电致变色器件  45-47
  3.10 P(EDOT-FE)/PEDOT 电致变色器件的动力学  47-48
  3.11 P(EDOT-FE)/PEDOT 电致变色器件的开路记忆和稳定性  48-50
  3.12 本章小结  50-51
  参考文献  51-55
第四章导电聚合物 P(EDOT-BE)的电合成及电致变色器件  55-72
  4.1 EDOT-BE 的电化学合成  56-57
  4.2 P(EDOT-BE)膜的电化学性质  57-59
  4.3 结构表征  59-60
  4.4 热稳定性  60-61
  4.5 电导率  61
  4.6 聚合物膜的光谱电化学  61-62
  4.7 聚合物膜的动力学研究  62-63
  4.8 电致变色器件的光谱电化学研究  63-64
  4.9 电致变色器件的动力学研究  64-65
  4.10 器件的开路记忆和稳定性  65-67
  4.11 本章小结  67-68
  参考文献  68-72
第五章导电聚合物 P(EDOT-NE)的电合成及电致变色性能  72-84
  5.1 EDOT-NE 的电化学合成  73-74
  5.2 P(EDOT-NE)膜的电化学性质  74-75
  5.3 结构表征  75-77
  5.4 热稳定性  77
  5.5 聚合物 P(EDOT-NE)光谱电化学表征  77-79
  5.6 聚合物膜的动力学研究  79-80
  5.7 本章小结  80-81
  参考文献  81-84
结论  84-86
附录  86-89
致谢  89-90
攻读硕士学位期间已发表或待发的学术论文目录  90-91

基于PEDOT的新型导电聚合物及其电致变色性能

内容摘要

全文目录

相似论文