新型噻吩类化合物的合成及其电、光性能的研究

新型噻吩类化合物的合成及其电、光性能的研究

论文摘要

齐聚噻吩作为一种具有确定结构和确定分子量的功能材料,以其优异的光、电性能,受到研究者的高度重视。本论文中,作者设计、合成了四种齐聚噻吩及其衍生物: 22,2’:5’,2-三噻吩(3T)、3’:4’,2’’-三噻吩(I3T)、5,5’’-二醛基-2,3’:4’,2’’-三噻吩(OHC-I3T-CHO)和5-羧基-2,3’:4’,2’’-三噻吩(I3T-COOH)。通过质谱、核磁共振谱、红外光谱对所合成的齐聚噻吩及其衍生物进行了结构表征与确认,用单晶x-射线衍射技术对OHC-I3T-CHO的结构进行了确认。通过紫外-可见吸收光谱仪、循环伏安曲线、荧光光谱仪研究了齐聚噻吩及其衍生物的光、电性能。紫外-可见吸收光谱表明:在I3T的α位分别接上-CHO和-COOH基团后,紫外-可见吸收相对于I3T出现了红移;循环伏安测试表明:OHC-I3T-CHO、I3T-COOH的氧化电位和能隙相对于I3T都有所减小;荧光测定的结果表明:OHC-I3T-CHO、I3T-COOH的荧光量子效率比I3T的高。在进行光、电性能研究的基础上,通过电化学聚合得到了OHC-I3T-CHO、I3T和3T相应的聚噻吩及聚噻吩衍生物,研究了其电致变色性能。研究发现,在液体电解质中,当外加一定电压时,OHC-I3T-CHO聚合物膜能在红棕色和墨绿色间发生可逆的颜色变化;I3T聚合物膜可以在淡黄色和淡蓝色之间发生可逆的颜色变化,3T聚合物膜可以在藏蓝色和橙黄色之间发生可逆的颜色变化。在以凝胶作为电解质的器件中,当外加一定电压时,3T聚合物膜也可以在藏蓝色和橙黄色之间进行可逆变化。利用I3T-COOH作为配体与稀土铕进行配合,制备了稀土铕配合物。发现制备的稀土配合物I3T-COOH-Eu可以发出中心稀土离子Eu3+的特征荧光。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 半导体材料
  • 1.2 有机半导体材料概述
  • 1.3 电致变色
  • 1.3.1 电致变色的含义及历史
  • 1.3.2 电致变色材料分类
  • 1.3.3 噻吩类电致变色材料
  • 1.3.4 电致变色材料及器件的应用
  • 1.4 有机稀土配合物
  • 1.5 本论文的研究工作及意义
  • 第二章 齐聚噻吩及其衍生物的合成及表征
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验试剂及仪器
  • 2.2.1 实验仪器
  • 2.2.2 实验试剂
  • 2.3 合成及表征
  • 2.3.1 2,2':5',2-三噻吩(3T)的合成与表征
  • 2.3.2 2,3':4',2''-三噻吩(I3T)的合成与表征
  • 2.3.3 5,5''-二醛基-2,3':4',2''-三噻吩(OHC-I3T-CHO)的合成与表征
  • 2.3.4 5,5''-二醛基-2,3':4',2''-三噻吩(OHC-I3T-CHO)的晶体表征
  • 2.3.5 5-羧基-2,3':4',2''-三噻吩(I3T-COOH)的合成与表征
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 齐聚噻吩及其衍生物的光电性能
  • 3.1 引言
  • 3.2. 实验试剂和仪器
  • 3.3 性能测试
  • 3.3.1 紫外吸收及吸光系数ε的测定
  • 3.3.2 电化学性能的测试方法
  • 3.3.3 荧光量子效率的测定方法
  • 3.4 结果与讨论
  • 3.4.1 齐聚噻吩及其衍生物的紫外- 可见光吸收光谱
  • 3.4.2 齐聚噻吩及其衍生物的循环伏安曲线
  • 3.4.3 LUMO、HOMO 与能隙的确定方法
  • 3.4.4 齐聚噻吩及其衍生物的荧光光谱
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 聚噻吩的电致变色性能
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 实验原料及仪器
  • 4.2.2 电致变色性能测试
  • 4.3 聚噻吩的电致变色性能研究
  • 4.3.1 聚5,5''-二醛基-2,3':4',2''-三噻吩(OHC-I3T-CHO)的电致变色性能研究
  • 4.3.2 聚2,3':4',2''-三噻吩(I3T) 的电致变色性能研究
  • 4.3.3 聚2,2':5',2-三噻吩(3T)膜的电致变色性能
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 齐聚噻吩衍生物与稀土配合
  • 5.1 引言
  • 5.2 稀土配合物的制备
  • 5.3 结果与讨论
  • 5.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间取得的研究成果
  • 致谢
  • 附件
  • 相关论文文献

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