含三芳胺类电致变色材料的制备及性能研究

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电致变色(Eletrochromism)是指材料在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。因此,电致变色材料可以广泛的应用于智能窗、显示器和电致变色装置等智能材料领域。本文第一章介绍了电致变色目前的研究进展和论文的研究内容。本文第二章和第三章,两个系列的芳香聚甲亚胺(PAMs)通过一步直接缩聚的方法被合成制备出来,其中这两系列都是以二醛和含不同三苯胺种类的二胺为单体。由于合成出的PAMs在许多有机溶剂都具有很好的溶解度,因此它们可以通过旋涂的方法在ITO导电玻璃上涂膜。而且它们还具有突出的热稳定性,10%的失重在390oC以上。这些PAMs在二氯甲烷溶液中都表现出蓝绿色的荧光。它们都具有酸致变色性能,其颜色变化形式有两种分别是从黄色到红色和从黄色到蓝色。从循环伏安测得PAMs的最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占据分子轨道(LUMO)分别分布在-5.14到-4.79 eV和-2.33到-2.11 eV之间。PAMs薄膜不仅有良好的电致变色性能,着色效率高,在光照下产生稳定的光电流和光电压。本文第四章,以4,4’-二羧基-4"-N-吩噻嗪三苯胺为单体制备出了一系列聚酯(PE)。PE在许多极性有机溶剂展示出很好的溶解性和优异的热稳定性,在四氢呋喃溶液的荧光波长在520nm(约在绿色区域)。在原始的状态下,大多数是透明的,但是增加电压时会在氧化状态下显示颜色,其颜色由原来的无色或浅黄色变为红色。通过计算其理论能级发现,HOMO能级分布在-4.97到-4.34之间,而LUMO能级分布在-2.57到-2.11之间。此外PE在光照下产生稳定的光电流和光电压,说明在显示材料和光伏领域是有前途的材料。本文第五章,以4,4’-二羧酸-4"-N-(2-萘基)-N-(苯基)三苯胺为单体制备出了一系列新颖的聚苯并噁唑(PBOs)。通过红外谱图表征可以看出其在1625cm-1处出现C=N振动峰。将其溶于二甲基亚砜(DMSO)然后涂在ITO导电玻璃上进行循环伏安测试,显示PBOs只有一对氧化还原峰,其氧化峰分布在1.51-1.17V之间。通过密度函数计算出它们的能级值,得出它们的HOMO和LUMO分别分布在-5.38到-4.85 eV和-1.92到-1.58 eV之间。以上研究证明本文的聚合物是多功能材料,将会在空穴传输,电致变色,化学传感等领域有很好的应用。
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