三芳胺聚合物的合成及光电性能研究

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三芳胺衍生物,包括小分子和聚合物,由于在N原子上可以形成稳定的阳离子自由基,成为极好的空穴传输和电致变色材料被广泛应用于电存储器件等领域。通过Buchwald-Hartwig反应合成了四种新型的三芳胺聚合物:利用1,2-双[2-(4-对溴苯氧基)乙氧基]乙烷分别与4-甲氧基苯胺和4-氨基二苯醚成功合成聚[N-对苯氧基-N-[4-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]三芳胺(P1)和聚[N-对甲氧基-N-[4-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]三芳胺(P2);利用4,4’-二溴二苯醚分别与4-甲氧基苯胺和4-氨基二苯醚成功合成聚[N,N-二(4-苯氧基)]三芳胺(P3)和聚(N-对苯氧基-N-对甲氧基)三芳胺(P4)。其中,P1和P2的主链为聚三芳胺烷基醚,而P3和P4的主链为聚三芳胺芳基醚。通过红外光谱确定了基团位置;核磁光谱确认了聚合物的分子结构;热重分析表明四种聚合物均有良好的热力学稳定性;P1-P4的电化学性能分别在四丁基高氯酸铵(TBAP)/乙腈(CH3CN)和对甲苯磺酸(TsOH)/乙腈(CH3CN)电解质溶液中测试,P1、P2和P3在TBAP/CH3CN电解质溶液中有两对氧化还原峰,薄膜颜色由无色变成蓝色再变成红色,而P4在此电解质溶液中只有一对氧化还原峰,薄膜颜色由无色变成蓝色;当TsOH/CH3CN作为电解质溶液时,P1-P4聚合物都只有一对氧化还原峰,薄膜颜色由无色变成蓝色。由于三芳胺是极好的供电子基团,并且四种聚合物可在TsOH/CH3CN电解质溶液中发生可逆的氧化还原反应,因此将TsOH与P1-P4掺杂研究了其电存储性能,结果表明酸掺杂的P1和P2聚合物呈现出极好的Flash型电存储特性,且保留时间长达2.5×103s,而酸掺杂的P3和P4聚合物未表现出电存储特性。上述结果表明,聚三芳胺烷基醚(P1和P2)和聚三芳胺芳基醚(P3和P4)在电致变色和电存储特性方面呈现出极大差异,并且它们在光电领域具有良好的应用前景。
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