主链含2,3-二(4'-辛氧基苯基)喹喔啉单元窄带隙共聚物的合成及性能

以二(三苯基膦)二氯化钯[Pd(PPh3)2Cl2]或醋酸钯[Pd(OAc)2]与三环己基膦作为催化剂,通过Sonagashira或Suzuki碳-碳偶联反应制备了3种含2,3-二(4'-辛氧基苯基)-5,8-二硒吩基喹喔啉单元的聚苯撑乙炔类(P1)、聚芴类(P2)和聚咔唑类(P3)π-共轭交替共聚物。经傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安、X射线粉末衍射、热重和凝胶渗透色谱等测试手段对其进行了表征并研究共聚物在CHCl3-CF3COOH混合溶液中的酸致变色行为。结果表明,得到的共聚物在甲苯、氯仿、四氢呋喃等有机溶剂里具有很好的溶解性,3种共聚物在CHCl3和薄膜状态下长波长处的紫外-可见最大吸收波长分别在546 nm、542 nm、538 nm和586 nm、552 nm、558 nm处出现。共聚物的光学能隙分别为1.80 e V、1.86 e V和1.84 e V。与P1和P2相比,P3显示较好的酸致变色行为并且三氟乙酸浓度在1.346×10-3~13.46×10-3mol/L范围之间其表现出酸浓度与吸光度之间的线性关系。通过循环伏安测试,共聚物均具有一定的p掺杂和空穴传输行为。     

主链含2,3-二(4'-辛氧基苯基)喹喔啉单元窄带隙共聚物的合成及性能EI北大核心CSCD

以二(三苯基膦)二氯化钯[Pd(PPh3)2Cl2]或醋酸钯[Pd(OAc)2]与三环己基膦作为催化剂,通过Sonagashira或Suzuki碳-碳偶联反应制备了3种含2,3-二(4'-辛氧基苯基)-5,8-二硒吩基喹喔啉单元的聚苯撑乙炔类(P1)、聚芴类(P2)和聚咔唑类(P3)π-共轭交替共聚物。经傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安、X射线粉末衍射、热重和凝胶渗透色谱等测试手段对其进行了表征并研究共聚物在CHCl3-CF3COOH混合溶液中的酸致变色行为。结果表明,得到的共聚物在甲苯、氯仿、四氢呋喃等有机溶剂里具有很好的溶解性,3种共聚物在CHCl3和薄膜状态下长波长处的紫外-可见最大吸收波长分别在546 nm、542 nm、538 nm和586 nm、552 nm、558 nm处出现。共聚物的光学能隙分别为1.80 e V、1.86 e V和1.84 e V。与P1和P2相比,P3显示较好的酸致变色行为并且三氟乙酸浓度在1.346×10-3~13.46×10-3mol/L范围之间其表现出酸浓度与吸光度之间的线性关系。通过循环伏安测试,共聚物均具有一定的p掺杂和空穴传输行为。     

含2,3-二(5′-辛基噻吩基)喹喔啉单元荧光聚合物的合成及性能EI北大核心CSCD

以二价钯配合物作为催化剂,通过Sonogashira或Suzuki碳碳偶联反应制备了3种含2,3-二(5′-辛基噻吩基)喹喔啉单元的聚苯撑乙炔类(P1)、聚芴类(P2)和聚咔唑类(P3)π-共轭荧光聚合物。经傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和X射线粉末衍射对其结构进行了表征。利用紫外-可见光谱、荧光光谱和循环伏安等测试手段对其光学与电化学性能进行了研究,并研究了聚合物在CHCl3-CF3COOH溶液中的酸致变色行为。结果表明,3种聚合物在氯仿溶液和薄膜状态下的长波长处的紫外-可见最大吸收峰分别出现在449nm、420nm、418nm和538nm、425nm和420nm处。3种聚合物在氯仿溶液和薄膜状态下的荧光发射峰分别出现在556nm、529nm、558nm和599nm、556nm、569nm处,其在薄膜状态下分别发深红色、亮黄色和橙红色荧光。聚合物的相对荧光量子效率分别为18.1%、26.6%和16.8%。与P1和P3相比,P2显示较好的酸致变色行为,并在三氟乙酸浓度范围为2.692×10^(-3)~40.38×10^(-3) mol/L之间表现出酸浓度与吸光度之间优良的线性关系。通过循环伏安测试,聚合物均具有一定的空穴传输行为。     

含2,3-二(5′-辛基噻吩基)喹喔啉单元荧光聚合物的合成及性能

以二价钯配合物作为催化剂,通过Sonogashira或Suzuki碳碳偶联反应制备了3种含2,3-二(5′-辛基噻吩基)喹喔啉单元的聚苯撑乙炔类(P1)、聚芴类(P2)和聚咔唑类(P3)π-共轭荧光聚合物。经傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和X射线粉末衍射对其结构进行了表征。利用紫外-可见光谱、荧光光谱和循环伏安等测试手段对其光学与电化学性能进行了研究,并研究了聚合物在CHCl3-CF3COOH溶液中的酸致变色行为。结果表明,3种聚合物在氯仿溶液和薄膜状态下的长波长处的紫外-可见最大吸收峰分别出现在449nm、420nm、418nm和538nm、425nm和420nm处。3种聚合物在氯仿溶液和薄膜状态下的荧光发射峰分别出现在556nm、529nm、558nm和599nm、556nm、569nm处,其在薄膜状态下分别发深红色、亮黄色和橙红色荧光。聚合物的相对荧光量子效率分别为18.1%、26.6%和16.8%。与P1和P3相比,P2显示较好的酸致变色行为,并在三氟乙酸浓度范围为2.692×10~(-3)~40.38×10~(-3) mol/L之间表现出酸浓度与吸光度之间优良的线性关系。通过循环伏安测试,聚合物均具有一定的空穴传输行为。     

萘基/菲基双取代喹喔啉单体衍生二炔基-烷氧基苯共聚物的制备及光谱性质

以苯并噻二唑为初始原料,通过硝化、还原、缩合等反应合成了2种新型单体5,10-二溴-2,3,7,8-二萘基双喹喔啉(M1)和5,10-二溴-2,3,7,8-二菲基双喹喔啉(M2)。2种单体分别与1,4-二炔基-2,5-二氧十二烷基苯共聚,得到了2种新型共轭共聚物,聚(2,3,7,8-二萘基双喹喔啉-二炔基-2,5-二氧十二烷基苯)(P1)(产率86.1%)和聚(2,3,7,8-二菲基双喹喔啉-二炔基-2,5-二氧十二烷基苯)(P2)(产率41.6%)。所得单体通过红外光谱、核磁共振等进行了表征。单体和聚合物的紫外-可见吸收光谱中M1的最大吸收波长在339nm,354nm处出现。M2的最大吸收波长分别在304nm,317nm处出现双吸收峰外,在长波431nm,459nm处出现双吸收峰。P1的最大吸收波长在448nm处出现,在305nm和317nm处出现2个吸收峰。P2在短波处吸收峰分别在350nm,368nm处出现。单体荧光光谱图中分别在480nm和579nm出现最大发射峰。聚合物分别在487nm和478nm处出现最大发射峰。得到的共聚物通过X射线衍射发现结晶性较差。     

含2-异丙基氨基-4,6-二(3,4-乙撑二氧噻基)-1,3,5-三嗪π-共轭聚合物的合成及性能

以二价钯配合物作为催化剂,将2-异丙基氨基-4,6-二(2′-溴-3,4-乙撑二氧噻基)-1,3,5-三嗪分别与1,4-二乙炔基-2,5-二辛氧基苯、1,4-二乙炔基-2,5-二(十二烷氧基)苯、2,7-二(4,4,5,5-四甲基硼烷基)-9,9-二辛基芴交替共聚合成了3种π-共轭聚合物P1,P2和P3。经傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安法、X射线粉末衍射和凝胶渗透色谱等测试手段对其进行了表征,并对聚合物在CHCl3溶液的酸致变色行为进行了研究。结果表明,得到的聚合物在CHCl3中的紫外-可见最大吸收波长分别在443nm和431nm处出现。在CHCl3溶液中聚合物P1,P2和P3最大发射峰分别位于507nm,511nm和543nm,其聚合物薄膜的最大发射波长分别为573nm,557nm和559nm。与P1和P2相比,P3的酸致变色敏感性高于2个数量级。聚合物P1和P2均在-2.0~0V出现n-掺杂峰。聚合物X射线衍射谱图显示聚合物均有一定的结晶性。     

新型有机聚合物电致发光材料聚(2,3-二芳基-富马氰)的合成、表征及性能研究

利用标准Suzuki反应条件,通过双(4-溴苯基)富马氰和系列芳香族硼酸酯偶合,得到系列聚(2,3-二芳基富马氰).所获得的4种聚合物的合成收率均超过70%,数均分子量Mn为8400～140000;特性粘数[η]为0.31～0.77dLg-1(甲苯,30℃).聚合物溶于普通有机溶剂,具有良好的成膜性.4种聚合物的甲苯溶液显示相似的UV-vis光谱(λmax=413 nm).荧光光谱显示,甲苯溶液中,聚合物的最大发射波长在约544 nm处,荧光量子收率＞30%.聚合物薄膜的最大发射波长为560 nm.粉末X衍射显示,聚合物在2θ＜7°区产生较强的衍射峰,这些小角区的衍射峰所对应的烷氧基侧链间距d1和烷氧基侧链的碳原子数n显现良好的线性关系.热重分析(TGA)显示,氮气中,聚合物的5%重量损失温度＞340℃.电化学分析(CV)表明,在0.1 M支持电解质[Bu4N]BF4的乙腈溶液中,聚合物薄膜的氧化开始于0.68V(相对于Ag+/Ag电极),最大氧化峰值电位为1.03V;在0～-2.5V区域,聚合物的还原始于-1.34V,并在-1.65和-2.03V处给出两个峰值电位.相应的去还原电位为-1.67和-1.33 V.     

4-硝基-4-二甲基氨基偶氮苯薄膜的制备及光学性质

采用真空蒸发法制备了4-硝基-4-二甲基氨基偶氮苯(Azo)薄膜,研究了蒸发温度和薄膜厚度的关系。分别通过紫外-可见光谱和Z-扫描的方法研究了Azo薄膜的线性光学性质以及薄膜的三阶非线性光学性质。结果表明:Azo薄膜的紫外-可见光谱比Azo溶液紫外可见光谱蓝移了61 nm,该化合物薄膜的光学带隙(E_g)为2.71 eV; Azo薄膜呈现明显饱和吸收和自聚焦的非线性现象,其三阶非线性极化系数达到10~(-7)(esu)数量级,这表明该类Azo化合物材料可以作为全光开关的候选材料。     

聚{(3-乙酰基)吡咯-[2,5-二(对丁氧基苯甲烯)]}的合成与表征

合成了一种新型含有推-拉电子基团的聚吡咯衍生物——聚{(3-乙酰基)吡咯-[2,5-二(对丁氧基苯甲烯)]}(PA-PDBOBE)。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、紫外光谱(UV-Vis)、热重分析(TG)和循环伏安(CV)测试等分析手段对聚合物结构和性能进行了分析。UV-Vis谱表明,PAPDBOBE的光学禁带宽度(Eg)为1.51 eV。该聚合物的TG谱显示聚合物的热分解温度为165℃。循环伏安特性曲线(CV)表明,该聚合物膜电极在LiClO4乙腈溶液中-1 V～1 V的电压间有氧化还原反应,其氧化还原反应的峰电位分别为0.52 V和-0.51 V。     

含噻二唑的喹喔啉与二烷基芴交替共聚物的合成及其酸致变色性能

以4,7-二溴-5,6-二硝基[2,1,3]苯并噻二唑为原料通过还原获得二胺基衍生,并分别与5,6二酮-1,10-邻菲罗啉、菲醌、苊醌和联苯甲酰等反应,制备了4个含噻二唑环的单喹喔啉衍生物(M1、M2、M3、M4)。以二乙酸钯(Pd(CH_3COO)_2)和配体三环己基膦的催化下,3个含噻二唑环的单喹喔啉衍生物与2,7-二(4,45,5-四甲基-1,2,3-二氧杂硼酸烷)-9,9-二辛基芴(M5)通过Suzuki反应交替共聚制备4个聚合物(P2、P3、P4)。通过FT-IR和~(1 )H NMR等测试手段对单体及聚合物的结构进行表征。用UV-Vis-Nir光谱和荧光光谱法,研究了聚合物本征态以及与不同浓度的三氟乙酸(TFA)作用时的光学性能。实验结果显示,聚合物P2~P4对低浓度TFA有良好的敏感性,与10~(-2 )mol/L浓度的TFA作用后,P2~P4的CHCl_3溶液的颜色发生明显的变化,同时UV-VisNir光谱上在600~1 000nm出现新的宽吸收带。聚合物荧光光谱结果显示,聚合物P2~P4具有一定的荧光性能,且与与10~(-5 )mol/L的TFA作用时其荧光发射强度明显减弱。     

2-(2-羟基苯基)苯并咪唑锌的合成及其光谱性能研究

合成了一种纯蓝的发光材料2-(2-羟基苯基)苯并咪唑锌(Zn(pbm)2),用元素分析、核磁共振、红外光谱、紫外-可见光吸收光谱、循环伏安曲线、原子力显微镜以及光致发光光谱、热重等表征了材料的结构、光学带隙、能带结构、成膜性能、发光性能以及热稳定性.实验结果表明,配合物具有较好的热稳定性;在DMSO溶液中Zn(pbm)2的紫外吸收峰波长为299、334、357nm;光学带隙为3.03eV.利用真空热蒸镀法可以得到均匀致密的Zn(pbm)2薄膜,其粗糙度为7.05nm.在365nm紫外光的激发下,产生发光峰在445nm附近,半高宽(FWHM)为81nm的纯蓝光发射.     

3,3'-二甲氧基联苯醌二亚胺与苯环和噻吩共聚物的金属配合物催化法制备及性质

Ni(Ⅱ)配合物为催化剂,具有给电子基团甲氧基的N,N'-二氯-3,3'-二甲氧基联苯醌二亚胺分别与1,4-二溴苯,2,5-二溴噻吩共聚得到了相应的聚合物:聚(3,3'-二甲氧基联苯醌二亚胺-苯)(聚合物-I)和聚(3,3'-二甲氧基联苯醌二亚胺-噻吩)(聚合物-Ⅱ).单体通过1H-NMR和红外光谱进行了表征.所得聚合物的红外光谱、紫外-可见吸收光谱以及循环伏安特性等性能进行了探讨.结果表明,聚合物-I和聚合物-Ⅱ分别在317、506、329、385、430nm处出现吸收峰.循环伏安图表明所得聚合物有一定的电化学活性.     

含有不同烷氧基侧链的聚对苯乙炔(PPV)衍生物的合成与性能表征

采用强碱去卤缩合法合成了聚(2-甲氧基-5-丁氧基)对苯乙炔(PMOBOPV),聚(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯乙炔(PMOCOPV),(2-甲氧基-5-异辛氧基)对苯乙炔(iso-PMOCOPV)和聚(2-甲氧基-5-十二烷氧基)对苯乙炔(PMODOPV)四种含有不同烷氧基侧链的聚对苯乙炔(PPV)的衍生物。利用傅里叶变换红外光谱、核磁共振谱、热失重曲线、紫外-可见光吸收光谱和光致发光光谱对聚合物的结构和性能进行了表征。并通过实验确定了适宜的合成反应条件,例如催化剂和原料配比、叔丁醇钾的用量等。结果表明合成的聚合物具有良好的热稳定性和溶解性,聚合物的紫外吸收波长最大在492nm,荧光光谱的最大发射波长在555nm左右。     

聚噁二唑芳亚胺联噻吩的合成及性能

以3,3’-二溴-2,2’-联噻吩和2,5-二(4-氨基苯基)-1,3,4-噁二唑为单体,通过钯催化CAr-N偶联合成了新型功能高分子聚噁二唑芳亚胺联噻吩(POXDIBT)。通过分子模拟、傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、热重、紫外可见吸收光谱、荧光光谱等分析技术对聚合物的分子结构、分子链构象、热稳定性及光学性能进行了研究。结果表明,该聚合物呈现锯齿形分子链构象,具有较好的溶解性能,热分解温度Td=323℃,在339nm处具有强吸收,激发波长为340nm时,荧光发射波长为401nm。     

联苯醌二亚胺与对苯乙炔共聚物的合成及表征

以PdCl2(PPh3)2/CuI为催化剂,分别通过N,N′-二氯联苯醌二亚胺和3,3′-二甲基-N,N'-二氯联苯醌二亚胺与1,4-二炔基-2,5-二癸氧基苯共聚,得到共轭聚合物聚[联苯醌二亚胺-co-2,5-二癸氧基-1,4-苯撑乙炔](PBz-PPE)和聚[3,3′-二甲基联苯醌二亚胺-co-2,5-二癸氧基-1,4-苯撑乙炔](PDMBz-PPE)。采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等测试手段对共聚物的化学结构和性能进行表征。结果表明,在四氢呋喃和三氟乙酸溶液中,此类共聚物的紫外-可见最大吸收峰分别为410 nm和540 nm;在四氢呋喃中荧光发射峰均为485 nm;相对分子质量均在10000左右;通过循环伏安测试得知,本征态的2种共聚物均有1对氧化还原峰(分别为Epa=0.51 V,Epc=0.41 V和Epa=0.48 V,Epc=0.30 V),经碘掺杂以后2种共聚物的电化学活性均有明显提高,且有2对氧化还原峰。     

聚{(3-辛酰基)吡咯-[2,5-二(对硝基苯甲烯)]}的合成与表征

先用三步法合成了3-辛酰基吡咯单体,再通过3-辛酰基吡咯单体与对硝基苯甲醛的缩聚反应及醌化处理首次合成了一种新型窄能隙(Eg=1.451eV～1.790eV)、大π共轭高分子——聚{(3-辛酰基)吡咯-[2,5-二(对硝基苯甲烯)]}(POPNBE)。结果表明,该聚合物易溶于多种极性有机溶剂。采用氢核磁谱、红外光谱、紫外-可见-近红外光谱、分光光度计等分析手段对中间产物、聚合物POPNBE及其前聚物聚{(3-辛酰基)吡咯-[2,5-二(对硝基苯甲烷)]}(POPNBA)进行了分析。通过碘和浓硫酸(98%)掺杂处理,POPNBE的电导率提高了3～4个数量级,分别为3.5×10-6S/cm和7.2×10-6S/cm。     

可交联的聚3-(4-叠氮基苯甲酰氧基乙基)噻吩的合成及性能

采用FeCl3作为催化剂的氧化偶联聚合法合成了具有交联活性的聚3-(4-叠氮基苯甲氧基乙基)噻吩(P3AET)。用核磁共振、红外光谱、凝胶液相色谱、热重分析、差示扫描量热法、紫外-可见光光谱和循环伏安法表征了聚合物的结构、热稳定性能、交联特性和光电性能。结果表明,P3AET的氯仿溶液的紫外吸收区域为340 nm~550 nm,最大吸收峰在420 nm左右处,聚合物热交联温度约为170℃,电化学禁带宽度约为1.96 eV。P3AET有望作为聚合物太阳能给体材料。     

基于噻吩-蒽单元的无规共聚物电化学制备及其电致变色性能研究EI北大核心CSCD

蒽单元嵌入聚噻吩主链能显著调控聚合物的变色性能,但其聚合电位偏高易导致聚合物的成膜质量和性能较差。为降低含蒽单元的单体电聚合电位,通过Stille偶联反应合成了9,10-二(2-噻吩基)蒽单体(Th-An-Th),并分别在BFEE,BFEE+CF_(3)COOH,LiClO_(4)/ACN和LiClO_(4)/PC等聚合媒介中进行电化学聚合。结果表明:Th-An-Th难以通过电化学反应共聚,但可以作为共单体与噻吩(Th),3-甲基噻吩(MeTh),3,4-亚乙基二氧噻吩(EDOT)和硒酸(SePh)在低电位下进行无规共聚,得到系列无规共聚薄膜P1,P2,P3,P4。循环伏安和FTIR测试证实了聚合过程和共聚物的特征结构,光谱电化学测试结果表明,系列共聚物均具有丰富的颜色变换性能,在-0.6 V到1.0 V扫描下,P1,P3,P4膜可实现4种颜色的变化,且表现出良好的近红外变色能力。共聚物薄膜具有较快的开关响应速度和良好的电化学稳定性,P4膜在521 nm处漂白和着色响应时间分别为1.9 s和3.4 s,光学对比度为35.6%,在210次循环变色后,共聚物光学对比度仅损失2.3%,电化学循环400次仍保持82%的电化学活性。     

溅射制备非晶氮化镓薄膜的光学性能

利用直流磁控溅射方法制备了GaN薄膜. X射线衍射及Raman光谱结果表明薄膜样品为非晶结构; 傅立叶红外光谱表明薄膜样品的主要吸收峰为Ga--N键的伸缩振动; 光致发光测试得到了360nm处的紫外发光谱; 测量薄膜样品的紫外-可 见谱, 并利用Tauc公式计算得到样品的光学带隙为3.74eV, 这与光致发光谱得到的结果是一致的.     

可溶性聚噻吩甲烷的制备与光学性能

利用噻吩和对二甲氨基苯甲醛在酸性条件下共聚,制备了一种具有可溶性、分子链部分共轭的聚噻吩甲烷衍生物。采用傅里叶变换红外光谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、热重分析和X射线衍射谱对聚合物的分子结构、光学性能、热稳定性能及聚集态结构进行了表征和分析。由紫外-可见吸收光谱可得,该聚合物的光学禁带宽度为1.3 eV,属于窄带隙聚合物。荧光光谱显示,该聚合物溶液在480 nm可见光的激发下,出现约600 nm的发射光,说明该聚合物为橙黄色的荧光材料。X射线衍射谱中17.3°附近存在1个较为尖锐的衍射峰,表明该聚合物聚集态结构为部分结晶态。