含苯并三氮唑单元的π共轭聚合物的合成与性能研究

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π共轭聚合物因具有独特的光、电性能而引起了科学界的广泛关注。由富电子单元和缺电子单元构成的给-受电子型聚合物(D-A型聚合物)由于其在太阳能电池、发光二极管、电致变色器件、传感器等领域有着诱人的应用前景而受到科学界和商业界的青睐。苯并三氮唑是典型的缺电子芳香杂环化合物,富电子聚合物主链中引入苯并三氮唑单元可以有效地降低共轭聚合物的能带隙。本论文利用金属配合物催化法合成了含有苯并三氮唑单元的三种系列新型共轭聚合物,并利用核磁共振氢谱(1H-NMR)、红外(IR)等方法对其结构进行了表征。同时,对聚合物的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光发射光谱(PL)、循环伏安(CV)等基本性能进行了初步的探讨。结果表明,所得聚合物的分子量为0.28×1041.13×104。由苯并三氮唑和带有不同长度烷氧基链的二烷氧基取代炔基苯交替共聚而得到的共轭聚合物P-4、P-8和P-12在CHCl3溶液中表现出较高的荧光量子效率,这三种聚合物在三氯甲烷、甲苯等一般的有机溶剂中具有良好的溶解性及成膜性,其中,P-8和P-12的溶解性相比P-4的好。通过对聚合物的基本性能测试可知:聚合物在固态薄膜状态下的紫外-可见最大吸收波长相比在CHCl3溶液中均红移了约45nm,聚合物在固态薄膜状态下的荧光发射峰相比在CHCl3溶液中均红移了约60nm。由苯并三氮唑和带不同碳数长链烷基的3-烷基噻吩交替共聚而得到的三种共轭聚合物P3BTBT、P3OTBT和P3DTBT表现出较好的荧光性能,三个聚合物在三氯甲烷等一般的有机溶剂中具有良好的溶解性和成膜性,三种聚合物热稳定性较好。由苯并三氮唑与3,4-乙撑二氧噻吩交替共聚而得到的共轭聚合物在三氯甲烷等一般的有机溶剂中具有较好的溶解性,其成膜性较差,其循环伏安稳定性较好。
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