聚芳烃二乙炔类共轭高分子的合成及其发光性质的研究

通过Glaser-Hay氧化偶联反应合成含有咔唑与对烷氧基苯结构单元的聚芳烃二乙炔。利用核磁共振、红外光谱、凝胶渗透色谱、紫外光谱、电致发光光谱、热重分析等测试手段表征其结构,测定相对分子质量及其分布,并研究光学、热学和电化学方面的性能。并将这种聚合物作为器件的发光层,其器件结构为ITO/PEDOT/Polymer/Ba/Al,结果表明起亮电压为6.5V,其外量子效率达到0.21%,最大亮度达到90 cd/m2。     

含噁二唑单元共轭聚合物合成与性质研究

单体 2 ,5 双 (4 溴苯 ) 1,3,4 二唑 (M Ⅰ )与 1,4 二乙烯基 2 ,5 二正丁氧基苯 (M Ⅱ ) ,在钯催化下通过Heck偶合反应合成得到共轭聚合物 ;单体和聚合物进行了1 H NMR ,1 3C NMR、质谱、FT IR、UV、荧光光谱、GPC、元素分析、热分析等测试 ;二唑 (OXD)基团是一种很好的生色团 ,对氧和热特别稳定 ,二唑环的亲电子性能使其特别适合于作为电子传输层 ,聚合物能发射很强的绿色荧光 ,它将是一类潜在的光电高分子材料     

含联苯PPV类共轭聚合物的合成及荧光性能研究

在催化剂聚氯乙烯-四乙烯五胺负载钯配合物(PVC-TEPA-Pd)的作用下,利用Heck反应,二碘联苯与苯乙烯反应可以得到4,4′-二苯乙烯基联苯。进一步用二碘联苯和二乙烯基苯反应可以成功地将联苯基元引入聚合物主链,得到一种新型的含联苯结构的PPV类共轭聚合物,通过红外光谱对聚合物结构进行了表征,并对聚合物的荧光性能进行了研究,发现其荧光发射光谱峰位于500nm,与4,4′-二苯乙烯基联苯荧光发射光谱峰相比,发生了明显的红移。由于分子结构中存在较大共轭体系,两种物质在多种溶剂中的溶解性均较差。     

聚对苯乙炔-噻吩共轭聚合物电致发光性能的研究

1990年剑桥大学的Ｂｕｒｒｏｎｇｈｅｓ[1] 等首次提出用共轭高分子聚 (苯乙撑 ) (ＰＰＶ)为发光层材料制备了聚合物电致发光器件 ,不久Ｈｅｅｇｅｒ[2 ] 等证实了这个结果 ,随后发光聚合物的研究在世界范围内广泛开展起来 ,ＰＰＶ目前已被证实是一个潜在的电致发光材料[3 ] .共轭聚合物用于电致发光有以下特点 :( 1 )可通过旋涂、浇铸等方法制成大面积薄膜 ;( 2 )共轭聚合物大多有优良的稳定性 ;( 3)共轭聚合物电子结构 ,发光颜色能够通过化学结构的改变和修饰进行调节 ;( 4 )聚合物做发光层时可制成非常薄的膜 ( 1 0～ 1 0 0ｎｍ) ,可消除…     

含三苯胺单元的共轭聚合物的合成、表征及应用

采用 Wittig 方法制得了未封端及封端的线性聚三苯胺-对苯乙烯撑型聚合物(分别简称为:TPA-DOPPV1,TPA-DOPPV2),并对共轭聚合物进行了表征和性能测试.封端后的聚合物溶液和固体膜在紫外光照射下均发出较强的绿光.对这类聚合物在硝基化合物检测方面的应用进行了初步研究,结果表明:封端后的共轭聚合物在邻硝基甲苯(o-NT)荧光检测上的性能明显提高,当o-NT 浓度为 21.5×10-3 mol/L 时,荧光猝灭效果达到了 96%;在2,4-二硝基甲苯(DNT)、对硝基甲苯(P-NT)和对苯醌(p-BQ)蒸汽中放置 10 s 时,其薄膜的荧光猝灭效率分别达到 30%、15.6%和 3.1%.TPA-DOPPV2 的合成操作较为简便,具有一定的检测灵敏性,是一种潜在的硝基类爆炸物荧光检测材料.     

主链含三苯胺单元的聚苯乙炔的合成及其电致发光性能

采用4-甲基三苯胺的二醛基化合物分别与对、间、邻-二甲基苯的膦盐反应,制备了三种含三苯胺单元的聚苯乙炔类共聚物TPA-PPV、TPA-PmPV和TPA-PoPV。结果表明：TPA-PPV和TPA-PmPV具有良好的热稳定性和光电化学性能,该类共聚物不但具有良好的空穴传输性能,而且作为发光材料应用于发光器件时可以调制发光颜色。     

哒嗪并吡咯二酮共轭聚合物半导体材料的合成及晶体管性能

采用Stille交叉偶联反应,合成了基于6-烷基吡咯[3,4-d]哒嗪-5,7-二酮(PPD)与吡咯并吡咯二酮(DPP)结构单元的受体-π-受体(A_1-π-A_2)型共轭聚合物(PPPD-DPP)。采用热重分析仪、紫外分光光度计、电化学工作站等表征了聚合物PPPD-DPP的性能,系统地研究了聚合物的热性能、光物理性能、电化学性能及晶体管性能。结果表明:聚合物PPPD-DPP具有良好的热稳定性,热分解温度达到376℃;薄膜的最大吸收峰位于702nm,光学能带隙为1.27eV;有较低的最高占据分子轨道能级(HOMO,-5.23eV)。基于PPPD-DPP的有机薄膜晶体管(OTFTs)器件在真空中显示出双极性传输特性,最高电子和空穴迁移率分别为0.030 cm~2/(V·s)和0.054cm~2/(V·s),在空气中PPPD-DPP器件则表现出明显的p型传输特性,空穴迁移率提升至0.121cm~2/(V·s)。     

磺酸盐取代三苯胺类共轭聚电解质的合成及应用研究

通过水相Suzuki偶合反应合成了两种磺酸盐基团取代的三苯胺类共轭聚电解质PTP11和PTP31,对其化学结构进行了表征.通过对其光学和电化学性能进行测试得知,此类聚合物具有和ITO功函数相近的HOMO能级及较高的LUMO能级.磺酸盐基团的存在使得此类聚电解质具有和电中性聚合物所不同的溶解性,当其作为空穴传输材料应用于多层结构的聚合物电致发光器件(PLED)中时,可有效避免空穴传输层-发光层之间的界面混溶问题.以这两种聚合物作为空穴传输材料应用于以PFO-DBT15为发光层的红光PLEDs中时,器件的性能得到了显著提高.此外,磺酸盐基团的不同取代方式会对器件的性能产生一定的影响.     

主链含有非共轭结构的聚芴类蓝光聚合物的合成与性能研究

通过Suzuki偶合反应合成出了主链中含有非共轭烷氧基组分(-O-CH2-CH2-CH2-CH2-O-)的聚芴类衍生物聚- 2,7-(9,9-二辛基芴)-co-4,4’-丁氧基二苯(PFP)和聚-2,7-(9,9-二辛基芴)-co-4,4’-丁氧基二苯-co-N-苯基-4,4’-二苯胺(PFTP11)并通过相同的条件合成出主链由芴和三苯胺交替相连的聚合物聚-2,7-(9,9-二辛基芴)-co-N-苯基-4,4’-二苯胺(PFTPA)作为参比材料. 通过1H NMR和FT-IR分析对这些聚合物的化学结构进行了表征. 这三种聚合物在常用的有机溶剂中具有很好的溶解性, 可通过溶液加工的方式制备聚合物薄膜. 这些聚合物均具有较高的热分解温度(＞400 ℃), 聚合物PFP具有较高的玻璃化转变温度(～130 ℃)而PFTP11和PFTPA则未出现明显的玻璃化转变过程. 通过对聚合物的吸收特性进行测试得知它们具有较大的光学带宽(2.89～3.29 eV). 所有聚合物在固体薄膜状态下均发射出蓝色荧光, PFP, PFTP11和PFTPA的最大PL发射分别位于425, 437和440 nm. 通过对其电化学性能进行测试可知由于三苯胺基团的引入聚合物的HOMO能级明显提高, 这意味着聚合物的空穴传输能力得到了有效的改善.     

含Ullazine结构基元的共轭聚合物的合成及其光电性能研究

将Ullazine结构基元引入到聚合物主链或侧链中,分别与吡咯并吡咯二酮(DPP)、2,5-双(三甲基锡)噻吩共聚得到了二元共聚物PB和三元共聚物PT,分别利用凝胶渗透色谱和热重分析表征了聚合物的分子量和热稳定性,并研究了聚合物的光物理、电化学和光伏性能.基于共聚物PB和PT作为电子给体材料的聚合物太阳能电池器件测试结果表明,二元共聚物PB由于具有较低的能级水平从而获得较高开路电压,而侧链含Ullazine结构基元的三元共聚物PT具有更宽的吸收光谱和更高的空穴迁移率,获得了更高的短路电流和能量转换效率.     

含三苯胺单元的超支化共轭聚合物的合成、表征及应用

本实验采用Wittig方法制得了未封端和封端的超支化聚三苯胺-对苯乙烯撑型聚合物,对两种共轭聚合物进行了表征和性能测试.聚合物溶液和固体膜在紫外光照射下均发出较强的绿光.首次对这类聚合物在硝基芳烃化合物荧光猝灭能力进行了初步研究,结果表明:与未封端产物相比,封端后的超支化共轭聚合物在邻硝基甲苯(o-NT)的荧光猝灭效率上有明显提高,当o-NT浓度为21.5×10^-3mol/L时,荧光猝灭效率达到97%.这类共轭聚合物不仅合成操作较为简便,猝灭效率也较高,是一种很有潜力的硝基芳烃化合物荧光检测材料.     

Novel Bipolar Conjugated Polymer Containing Both Triphenylamine and Oxadizole Units

A novel bipolar conjugated polymer containing triphenylamine and 1,3,4-oxadiazole units was synthesized by Suzuki reaction.Its structure and properties were characterized by NMR,IR,UV-Vis,PL spectroscopy and electrochemical measurement. The photoluminescent spectroscopy and cyclic voltammograms measurement demonstrated that the resulting polymer shows blue emission (477 nm) and possesses both electron and hole-transporting property.     

含芴共轭高分子的合成、表征及性能研究——推荐一个高分子化学综合实验

推荐了一个高分子化学综合实验——含芴共轭高分子的合成、表征及性能研究。实验内容包括利用Sonogashira偶联反应合成共轭高分子,采用核磁共振和红外光谱等检测手段对其结构进行表征,并利用紫外-可见光谱、荧光和热重分析对其性能进行研究。本实验结合了高分子化学和聚合物仪器分析与表征的知识点,建议纳入高分子专业高年级综合实验课程。     

多尺度共轭微孔聚合物的可控合成

自2007年首次报道以来, 作为一种由共轭单元构建的三维聚合物网络骨架, 共轭微孔聚合物(Conjugated Microporous Polymer, CMP)通常都是以不溶不熔的固体粉末形式存在; 尽管这种材料结合了优异的多孔性、稳定的骨架结构以及多样化的功能, 显示了在众多领域的应用价值和广阔前景, 但又始终面临着自身性质带来的难以解决的加工性问题. 为了让这种材料充分发挥自身优点, 应用于除吸附分离等以外的光电、传感、催化等能源环境相关的领域, 需要在多尺度范围内调控CMP生长和形成, 获得微纳尺度的CMP微球以及宏观尺度的CMP薄膜、涂层或是凝胶, 从而提高其溶液性质以便于进一步加工处理, 或是直接获得可用于构筑器件的薄膜. 从目前的研究进展来看, 一共有四种研究策略来解决这一问题, 分别是设计合成: (1)可溶性CMP聚合物, (2)溶液可分散CMP纳米微球, (3) CMP(复合)薄膜, (4)有机相CMP化学凝胶. 这些工作采用了新的聚合方法、催化剂或功能单体, 使CMP材料初步实现了溶液中的加工、组装、复合以及器件的构筑, 展示了在光学传感、光电转换、能量存储、非均相催化等优异的性质. 尽管目前已报道的工作仍旧面临较多的局限性, 然而基于创新的思路和大量的探索, 这类新型的功能高分子材料将会逐步成为一个重要的多孔材料分支, 具有光明的发展前景.     

A Novel Conjugated Polymer Consists of Benzimidazole and Benzothiadiazole: Synthesis,Photophysics Properties,and Sensing Properties for Pd2+

A conjugated polymer PPBIBTE based on benzimidazole and benzothiadiazole was synthesized through palladium-catalyzed sonogashira cross-coupling reaction. The chemical structures of the monomers and the polymer were indicated by ¹H NMR, and investigation of photophysics properties and sensing optical properties for metal ions were observed by ultraviolet–visible and photoluminescence spectroscopy. PPBIBTE showed remarkable selectivity for Pd²⁺ by “turn-off” fluorescence sensing progress. In addition, the Stern–Volmer and Benesi-Hildebrand plots were used to reveal the interaction between the polymer and Pd²⁺, while job's method was applied to calculate the determination of stoichiometry. The results demonstrate that PPBIBTE can utilize static quenching for Pd²⁺ by forming a 1:1 complex. And it is a potential sensing material as fluorescence chemosensor for Pd²⁺ with high selectivity and sensitivity. © 2020 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci. 2020 , 58, 831-842     

表面活性剂对共轭聚合物荧光性质及电荷转移的影响

探讨了表面活性剂存在下, 水溶性阴离子共轭聚合物聚[5-甲氧基-2-(3-磺酰化丙氧基)-1,4-苯撑乙烯](简写为MPS-PPV)的微环境变化对荧光性质及电荷转移的影响. 结果表明, 阳离子表面活性剂及非离子表面活性剂使MPS-PPV荧光增强, 阴离子表面活性剂使其荧光先增强后减弱; 在MPS-PPV/表面活性剂体系中加入电子接受体Pd^2＋, 发现非离子表面活性剂体系的荧光猝灭效率提高, 阴离子及阳离子表面活性剂体系荧光猝灭效率下降. 此研究对研制基于阴离子共聚物的新型生物化学传感器具有一定的指导意义.     

苯并三噻吩共轭聚合物的合成及其在有机光伏中的应用

以三(二亚苄基丙酮)二钯(Pd_2(dba)_3)为催化剂,三甲苯基磷(P(o-tol)_3)为配体,4,3'-十二烷基-2,2'-联二噻吩(M1)和2,8-二溴-5-(2-己基癸基)苯并三噻吩(M2)为单体,采用Stille交叉偶联反应,合成了基于苯并三噻吩和联二噻吩单元的共轭聚合物(PBTT)。采用热重分析、紫外-可见分光光度计及电化学分析分别研究了聚合物PBTT的热性能、光学性能和电化学性能。结果表明:聚合物PBTT具有优异的热稳定性和低的最高占有轨道能级(HOMO);聚合物薄膜最大吸收峰位于469 nm,光学能带隙为2.10 eV;将聚合物与[6,6]-苯基-C_(61)-丁酸甲酯(PC_(61)1BM)共混材料作为活性层制作了本体异质结构太阳能电池器件,在模拟太阳光源AM 1.5 G 100 mW/cm~2照射条件下,该器件获得了高达1.00 V的开路电压,初步的能量转化效率为0.43%。