聚噻吩的光电化学研究

导电聚合物是由一些具有共轭π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的导电率可从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。其中噻吩及其衍生物具有导电率高、环境稳定性好、成膜性好、禁带宽度小等特点,是用做光伏电池的理想材料。相继报道的有聚3-甲噻吩[1]、聚3-己基噻吩[2],聚(3-十一烷基-2,2’-并噻吩)[3]等。对于聚噻吩的光电化学性质的研究,在国际上很少见报道,国内尚未见报道,本文对聚噻吩(PTh)的光电化学性质进行了研究。1实验部分1.1仪器与试剂光电化学实验采用带石英窗口的三电极电解池,工作电极为ITO/PTh膜电极,参比电极为饱和…     

聚噻吩的合成方法

自从1977年白川英树等发现聚乙炔这种导电聚合物以来,打破了高分子材料长期以来被认为是绝缘体的观点。随后聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等的出现使导电聚合物的种类不断出新,其用途也扩展到如导电材料、电极材料、催化材料以及太阳能电池等应用中,且已有部分产品实现了商品化。其中,聚噻吩因其良好的稳定性、易于制备、掺杂后具有良好的光电化学性能等特点而受到广泛关注。本文总结了几种合成聚噻吩及其衍生物的常见方法,包括化学氧化聚合法、电化学聚合法、金属催化偶联法、光致合成法、光电化学沉积法,以及近年来新发现的固相聚合法和酸催化聚合法,并简要介绍了各自的合成机理及优缺点。     

支链带有富勒烯的聚噻吩和齐聚噻吩及其光伏电池研究进展

可溶性聚噻吩和富勒烯(主要是C60)及其衍生物,是聚合物太阳能电池中被广泛使用的给体和受体材料,它们之间的相容性和富勒烯的聚集效应对于太阳能电池能量转换效率有很大影响。将富勒烯与聚噻吩通过共价键连接在一起,可解决它们的共混膜中的相分离问题,有望提高器件效率,是未来有机和聚合物光伏材料研究的一个重要方向。本文按主链是聚噻吩或齐聚噻吩将这种连有富勒烯的材料分为两类,介绍了这些材料的合成方法、电化学性质及基于这些材料的太阳能电池器件近几年来的研究进展。     

一维取代聚噻吩的电子性能

报道了3种取代聚噻吩,3-己基聚噻吩(P3HT)、3,4-二戊基聚噻吩(P34PT)、3-辛氧基聚噻吩(P3OOT)的合成方法1、H-NMR测试结果及UV-Vis吸收光谱和荧光光谱分析结果。用密度泛函方法计算了无取代噻吩、3-乙基噻吩、3,4-二乙基噻吩、3-乙氧基噻吩二聚体的电子性能。随聚合度的提高,聚合物能隙变窄。无取代噻吩二聚体的能隙为4.216 eV,重复单元长度为0.392 7 nm;乙基取代噻吩二聚体的能隙为4.733 eV,重复单元长度为0.393 9 nm;乙氧基取代噻吩二聚体的能隙为3.890 eV,重复单元长度为0.390 8 nm;双乙基取代噻吩二聚体的能隙为5.168 eV,重复单元长度为0.392 5 nm。理论变化规律与实验结果基本一致。     

BMIMPF_6-有机溶剂对聚噻吩电化学性能的影响

实验测试了纯离子液体BMIMPF6、BMIMPF6-乙腈、BMIMPF6-碳酸丙二醇脂混合体系的粘度和电导率.应用循环伏安法在玻碳电极表面合成了聚噻吩,并测试了聚噻吩修饰电极在上述各溶液中的电化学行为.结果表明,聚噻吩在纯离子液体中的惨杂电量较小,电化学反应的可逆性较差.聚噻吩的氧化参杂电量与混合溶液的电导率呈明显的线性关系,当离子液体的体积含量为25%时,溶液的电导率达到最大,同时聚噻吩惨杂电量也达到最大,反应可逆也得到了明显的改善.     

聚3-甲基噻吩及聚3-己基噻吩修饰钛酸盐纳米管的光电化学性能研究

采用水热法制备了钛酸盐纳米管, 并将钛酸盐纳米管制备成纳米结构电极进行光电化学研究. 钛酸盐纳米管产生阳极光电流, 具有n-型半导体特性. 结果表明, 聚3-甲基噻吩[poly(3-methylthiophene), PMeT]、聚3-己基噻吩[poly(3-hexylthiophene), P3HT]修饰钛酸盐纳米管后产生的光电流均较纯钛酸盐纳米管的光电流高, 且使产生光电流的波长向长波区移动. 钛酸盐纳米管/PMeT、钛酸盐纳米管/P3HT的光电转换效率分别达11.40%, 0.91%(未校正光子损失). 钛酸盐纳米管/PMeT的光电转换效率较钛酸盐纳米管/P3HT的光电转换效率高10.5%. 钛酸盐纳米管/PMeT、钛酸盐纳米管/P3HT中存在p-n异质结, 在一定条件下p-n异质结的存在有利于光生电子/空穴的分离.     

聚丁基噻吩的合成及性能

用化学聚合方法合成了聚丁基噻吩导电材料,并研究了不同的聚合条件对聚合物性能的影响。聚丁基噻吩导电材料具有较好的稳定性和加工性,其掺杂态的导电率可达到10s/cm。     

铂微粒/聚3-甲基噻吩修饰电极测定对苯二酚

采用电化学聚合和电化学沉积法制备了负载铂微粒的聚3-甲基噻吩(P3MT)修饰玻碳电极(Pt/P3MT/GCE)。通过循环伏安法研究了对苯二酚在该电极上的电化学行为,并优化了实验参数,在此基础上建立了一种用微分脉冲伏安法直接测定对苯二酚的方法。在酸性溶液中,对苯二酚的氧化峰电流与其浓度在1.0×10-5~8.0×10-3mol·L-1的范围内呈良好的线性关系(r=0.9992),检测限为1.0×10-6mol·L-1,水样中对苯二酚的加标回收率在98%~104%之间。     

聚噻吩与取代聚噻吩的能带结构的计算

聚噻吩与取代聚噻吩的能带结构的计算曹阳，陈良进（苏州大学化学系苏州２１５００６）关键词取代，聚噻吩，能带结构，导电性在五元杂环的高聚物中，３－取代聚噻吩已引起了人们广泛的兴趣，已有人对其能带结构和导电性能［１－２］尤其是其温度与导电性能的关系［３－５...     

聚丁基噻吩的电化学合成及性能研究

丁基噻吩在硝基苯溶液中以六氟磷酸四丁基季铵盐为支持电解质，在恒电流条件下进行电化学氧化聚合，通过电导率的测量及可见──紫外光谱分析，讨论了单体浓度、电解质浓度、电流密度、聚合温度对聚合物膜的导电性能的影响。扫描电镜图表明，随着聚合的进行．膜的表面呈“菜花”状结构。循环伏安图表明聚了基噻吩与聚噻吩具有相近的氧化峰位。     

光谱电化学方法研究: 茜素红S在玻碳电极上的电化学行为

本文首次用长光程光透薄层电解池, 以现场光谱电化学方法研究了茜素红S在酸性溶液中于玻碳电极上的电化学行为, 发现在1.00-0.60V电位范围内存在三个电化学反应过程和一个化学反应过程, 并根据电化学和光谱数据, 提出了电极过程的机理。     

新型导电聚合物-聚吡咯溴离子化学传感器

本文用电化学方法把导电聚合物聚吡咯(PPy)修饰在玻碳(GC)电极上, 研究了Br^-离子的掺杂效应和薄膜电极的电化学行为, 研制一种新型Br^-离子选择电极, 电极的响应机制是基于导电聚合物中阴离子的掺杂效应, 详细研究了聚合条件对电极电位响应性能的影响, 电极具有内阻小、响应快、抗毒化能力强、制备简便等优点, 电极对1x10^-^1-x10^-^4MBr^-呈能斯特响应, 检测下限7x10^-^5M, 斜率61mV/PBr^-。本文结果是化学修饰电极技术在化学传感器方面应用的有意义的尝试, 薄膜的良好导电性质使之更易于制备离子敏感电子学器件和生物电子学器件。     

电化学活化碳纤维微电极和脑神经递质及抗坏血酸在体测定

本文采用一种简单电化学方法,即恒电流法处理自制碳纤维电极,在脑神经递质测定中显示了很高的灵敏度和分辨能力.活化后的电极对多巴胺的检测限达5×10^-8mol.dm^-3,对多巴胺和抗坏血酸的伏安峰分离达170mV.作者使用该电极,采用半微分伏安法测定了活体大鼠脑内抗坏血酸,3,4-二羟苯乙酸和5-羟吲哚乙酸的浓度分别为1.7×10^-4,2.1×10^-5和 3.3×10^-6mol·dm^-3.本文对电极的制作,活化条件,伏安峰判别,在体药物实验和电极活化机理等进行了研究和探讨.     

聚(3-甲基噻吩)的电化学稳定性及电催化行为

用连续循环伏安法研究了电化学法制备的聚(3-甲基噻吩)(PMT)薄膜修饰玻璃碳电极在不同支持电解质溶液中的电化学稳定性。在易嵌入PMT的阴离子存在下, PMT电活性随扫描次数按表现二级反应降低; 在难嵌入PMT的离子存在下, PMT具有良好稳定性; 在含有氯、溴离子的水溶液中, PMT可将卤离子电催化氧化, 并引起PMT电活性迅速下降。光电子能谱分析表明氯已键合到PMT结构上。     

硫在疏质子介质中电化学还原机理的研究 II: 第二步氧化还原过程的研究

用电化学方法研究了硫在DMSO溶剂中的第二步氧化还原过程. 该过程在扫速大于200mV/s时表现为简单的电子转移过程; 扫速小于200mV/s时转化为ECE机理. 发现了S8^4^-, S3^2^-, S4^2^-的氧化峰, 峰电位分别为 -1.50, -0.96, -0.60(相对于银参比电极), 对S8^2^-/S8^4^-电对测定了标准电极电位和标准速率常数, 分别是-1.547±0.002V(相对于银参比电极)和3.3×10^-^3cm/s.     

碳纤维微电极研究 ⅩⅩ.甲苯胺盐在碳纤维微盘电极上的电化学性质

研究了甲苯胺盐在碳纤维微盘电极上的电化学行为,探讨了pH 对甲苯胺盐电极反应过程的影响,确定在pH<3.7,3.75.5时,参与电极过程的H^+数分别为3,2和1,测定了甲苯胺盐的扩散系数及在碳纤维微盘电极上的电荷转移系数α,标准电子转移速率常数k^α和式量电位E^α,提出了不同pH下电极反应的机制.对甲苯胺盐在碳纤维微盘电极上的吸附性能进行了探索, 并测定了吸附控制条件下的动力学参数     

离子液体BMIMPF6修饰碳糊电极电化学测定维生素E

用疏水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸([BMIM]PF6)作粘合剂制备了离子液体修饰碳糊电极(IL/CPE)。采用循环伏安法(CV)研究了维生素E(vitamin E,VE)的氧化产物生育酚红在IL/CPE和未修饰碳糊电极(CPE)上的电化学行为,结果表明生育酚红在IL/CPE上氧化过程更易于进行,峰电流响应ip也明显增加,表明IL/CPE对生育酚红的氧化还原反应具有良好的电催化作用。同时测定了电极过程的动力学参数:电荷转移系数α=0.8746,扩散系数D=1.65×10-3cm2/s,电极反应速率常数kf=6.64×10-2cm/s。采用方波伏安法(SWV)发现生育酚红氧化峰电流与其浓度在1.53×10-4mol/L～8.39×10-7mol/L范围内呈线性关系,检出限为1.58×10-8mol/L。该法可用于VE实际样品的分析测定。     

细胞色素c在微带金电极上的直接电化学

报道了一种新的促进剂4,6-二甲基-2-巯基嘧啶(DMMP)对细胞色素c(Cyt.c) 电化反应的促进作用,用红外光谱和光电子能对DMMP 在金电极表面形成的单分子膜进行了表征.循环伏安实验表明Cyt.c在DMMP修饰微电极上能发生准可逆的电化学反应,异相电子传递速率常数K~5为6.6×10^-^3cm/s,对DMMP修饰膜的稳定性进行了考察;讨论了Cyt.c发生电化学反应的异相电子传递速率常数K~5受电极, 表面促进剂的修饰量以及空气中氧影响的机理.     

Electrocatalytic oxidation of NADH based on polyluminol and functionalized multi-walled carbon nanotubes

This work presents that the electrocatalytic oxidation of NADH can be enhanced by the hybrid composites of polyluminol and functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). The hybrid composites can be easily prepared by the electropolymerization of luminol and the adsorption of functionalized MWCNTs. The modified electrode exhibits two redox couples which can show two electrocatalytic peaks at about 0.1 and 0.3 V (vs. Ag/AgCl) to NADH oxidation. The kinetic constant, k(kin), for the electrocatalytic oxidation of NADH, evaluated by chronoamperometry and voltammetry using a rotating disk electrode (RDE), provided values close to 10(5) M(-1) s(-1). At an applied potential of 0.1 V, the sensor provides a linear response range for NADH from 5 × 10(-6) up to 1.5 × 10(-4) M with a sensitivity of 183.9 μA mM(-1) cm(-2), and detection and quantification limits of 0.6 and 5 μM (S/N = 3), respectively.     

四磺酸酞菁钴-DDAB表面活性剂薄膜电极的电化学与电化学催化研究

四磺酸酞菁钴配合物阴离子(CoPcTS_4-)在水溶液中可借助离子交换进入阳离子表面活性剂双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)薄膜,从而形成CoPcTS_4-DDAB薄膜电极.循环伏安法表明,该薄膜电极在pH7.0的空白缓冲溶液中十分稳定,有两对准可逆的还原氧化峰,其中第一对峰的E_pc1=-0.28V,E_pa1=-0.18V(vs.SCE),为中心离子Co(II)Co(I)的还原氧化峰;第二对峰的E_pc2=-1.30V,E_pa2=-1.18V,为酞菁环的还原氧化峰.应用循环伏安法估计了该薄膜体系的电荷传递扩散系数D_ct和表观非均相电极反应速率常数k^o'.CoPcTS_4-DDAB薄膜电极可用于对三氯乙酸(TCA)的电化学催化还原.催化电流与TCA浓度在4×10^-5～1×10^-3molL范围内成线性关系.