新型导电高分子材料的电化学合成及其光谱分析研究

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电化学方法是制备导电高分子的重要方法。导电高分子的电化学合成主要是在有机溶剂或水溶液中进行。在这些体系中一些芳香化合物单体由于氧化电位高无法聚合或所得聚合物性能差。在过去25年里,导电高分子主要集中在简单的五元杂环聚合物的研究。最近,以稠环芳香化合物作为单体电化学聚合制备高性能导电高分子成为研究热点。三氟化硼乙醚是一种中等强度的Lewis酸,可以作为噻吩、苯及其衍生物等芳香单体电化学合成高性能导电高分子的良好电解质溶液。另一方面,由于导电高分子的光谱数据的积累还很不完善,从而对导电高分子的许多理论性问题的研究受到限制。本论文主要是在三氟化硼乙醚与乙醚或强酸或四氢呋喃等形成的混合电解质中进行了强吸电子基团取代吲哚衍生物(如:5-硝基吲哚、5-氰基吲哚)以及二苯并呋喃、聚(N-乙烯基咔唑)的电化学聚合,并对不同条件下获得的聚合物进行了详细的光谱分析研究。同时还研究了二苯并呋喃和3-甲基噻吩在三氟化硼乙醚中的电化学共聚合,对不同条件下获得的共聚物进行了详细的光谱分析研究。 1、首次在三氟化硼乙醚+乙醚混合电解质中强吸电子基团取代吲哚衍生物(5-硝基吲哚、5-氰基吲哚)的电化学聚合及其光谱分析。该体系中5-硝基吲哚、5-氰基吲哚的起始氧化电位分别为1.04,1.15 V vs.SCE,其聚合物电导率约为10-2Scm-1。荧光光谱研究表明制备的聚(5-硝基吲哚)和聚(5-氰基吲哚)分别是良好的绿色、蓝色荧光材料。不同电位影响5-硝基吲哚电化学聚合的光谱分析表明低电位有利于5-硝基吲哚的聚合且有利于增加聚(5-硝基吲哚)膜的共轭链长。同时还利用红外光谱、1H NMR及其荧光光谱对聚吲哚、聚(5-甲基吲哚)、聚(5-溴吲哚)进行了详细的研究。研究表明吲哚及其5-位取代吲哚衍生物聚合发生在吲哚环的C2和C3位,且相应聚合物具有良好的蓝色荧光性能。 2、首次在三氟化硼乙醚与强酸(三氟乙酸或硫酸)形成的混合电解质中进行了二苯并呋喃的电化学聚合,获得的聚(二苯并呋喃)膜电导率约为100S cm-1。不同强酸浓度影响二苯并呋喃电化学聚合的红外光谱和1H-NMR谱分析表明低电位可以获得更长的共轭链长。同时,红外光谱和1H-NMR谱分析表明二苯并呋喃电化学聚合发生在C(3)C(10)或C(4)C(9)位。三氟化硼乙醚+30%三氟乙酸
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