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二维结构的石墨烯具有较大的比表面积和优异的电化学性质,这使得石墨烯在新能源材料、光电子材料、生物医学与传感器材料等诸多领域具有潜在的应用前景。其次,石墨烯本身具有独特的电子特性及物理性质,在聚合物复合材料中作为纳米填料之一,具有较高的增强效率和效应,同时还可以赋予聚合物复合材料一定的功能特性。本论文中采用电化学聚合的方法,分别制备了石墨烯/聚(5-醛基吲哚)(ERGO/P5FIn)复合材料和石墨烯/聚(6-羧基吲哚)(ERGO/PICA)复合材料,并对复合材料进行了电化学及电致变色性能等的表征,分别制备了相应的电致变色器件(ECD),研究了器件的性能。1.在乙腈/四氟化硼四丁基铵溶液中,将5-醛基吲哚单体通过直接电化学氧化的方法聚合在电化学还原的氧化石墨烯修饰的玻碳电极(ERGO/GCE)上,制备了一种高性能的ERGO/P5FIn复合材料。光谱电化学研究表明,制备的ERGO/P5FIn复合材料能够在浅黄色(还原态)和草绿色(氧化态)之间进行变化,对应的吸收分别为380 nm和500 nm。动力学研究表明,在380 nm的位置测得ERGO/P5FIn膜的光对比度为24.5%,在500 nm的位置测得ERGO/P5FIn膜的光对比度为42%。在380 nm的位置,ERGO/P5FIn复合材料从还原态到氧化态的响应时间为1.1 s,从氧化态到还原态的响应时间为1.4 s(500 nm处分别为0.8 s和1.2 s)。2.基于聚(3,4-二氧乙撑噻吩)(PEDOT)和ERGO/P5FIn复合材料构建了电致变色器件(ERGO/P5FIn/PEDOT ECD),其中电致变色材料(工作电极)为ERGO/P5FIn复合材料,离子储存材料(对电极)为PEDOT材料。光谱电化学的研究表明,ERGO/P5FIn/PEDOT器件可以在黄绿色和蓝紫色之间进行可逆的颜色变化,具有较高的着色效率(382 cm2 C-1),较快的响应时间(0.5 s和1.2 s)、高的光对比度(62%)、优良的开路记忆效应和稳定性。3.乙腈溶液中,在ERGO/GCE电极的表面上利用电化学聚合的方法,成功聚合了6-羧基吲哚(ICA)单体,制备了性能优异的ERGO/PICA纳米复合材料。对该复合材料进行相应的电化学性能表征,与聚(6-羧基吲哚)(PICA)性能对比发现,复合材料具有更加优异的电化学性能:较低的氧化电位和更好的导电性。荧光性能研究表明,溶剂态的ERGO/PICA复合材料是一种蓝绿色发光材料。电致变色性能的研究表明,ERGO/PICA复合材料可以在亮黄色(还原态)和墨绿色(氧化态)之间进行可逆的颜色转变,具有良好的电致变色性能。4.基于石墨烯的优良性能,研制了新型电致变色器件。将石墨烯作为ECD的离子储存层材料,制备相应的电致变色器件(ERGO/PICA/ERGO ECD),研究了其电致变色性能。并将ERGO/PICA/ERGO器件与以PEDOT为离子储存材料制备的电致变色器件(ERGO/PICA/PEDOT ECD)进行性能对比。两种电致变色器件的电致变色层均为制备的ERGO/PICA复合材料。光谱电化学研究结果表明,ERGO/PICA/ERGO器件可以从黄色(-0.4 V)到草绿色(1.8 V)进行可逆的颜色变化,光对比度为51%,着色效率为538 cm2 C-1。与ERGO/PICA/PEDOT器件对比分析后发现,以ERGO为离子储存材料制备的器件,具有优良的电致变色性能。