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关于二氧噻吩论文范文 3,4—乙撑二氧噻吩与其二聚体的电化学聚合性能相关论文写作参考文献

分类:论文范文 原创主题:二氧噻吩论文 更新时间:2024-03-25

3,4—乙撑二氧噻吩与其二聚体的电化学聚合性能是关于二氧噻吩方面的论文题目、论文提纲、二氧噻吩论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。

摘 要:聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)具有能隙低、电化学掺杂电位低、响应时间短、颜色变化对比度高、稳定性好等优点,是目前国际上有机电致变色材料的研究热点.本文设计合成了3,4-乙撑二氧噻吩二聚体(BisEDOT),并分别研究了BisEDOT、3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的电化学聚合性能,对二者性能进行了系统分析.实验结果表明所得聚合物 PEDOT和 PbisEDOT均具有良好的电化学活性和稳定性.

关键词:导电聚合物;3,4-乙撑二氧噻吩;电化学聚合

中图分类号:O626.12 文献标识码:A 文章编号:1007-3558(2017)06-0022-06

Abstract: In this paper, 3,4-ethylenedioxythiophene dimer(BisEDOT) was synthesized, and the electrochemical polymerization properties of BisEDOT and 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) were studied and analyzed systematically. The experimental results show that the obtained polymers PEDOT and PbisEDOT he good electrochemical activity and stability.

Key words: conducting polymer; 3,4-ethylenedioxythiophene; electrochemical polymerization

一、前言

导电聚合物材料是指具有共轭体系(主要是指共轭π键)结构的聚合物经过化学方法或电化学方法掺杂后形成的聚合物材料[1].在人们的传统意识中,聚合物材料是不导电的,是良好的绝缘体,并且广泛的应用于日常生活中,比如在普通的电缆中用来保护金属导线防止短路的绝缘层塑料、不让潮湿的空气和空气中的杂质对半导体元器件影响封端材料的使用.在1977年,这个对科学界有重大意义的一年,日本科学家白川英树(Shirakawa Hideki)和美国科学家艾伦·马克迪尔米德(Alan G Macdiarmid)、艾伦黑格(Alan J Heeger)首次推翻了“聚合物不导电”这一观念[2-3],他们通过用碘掺杂聚乙炔薄膜证明聚合物并不是不导电的,测得其电导率高达103 S cm-1.这三位为科学界做出重大突破的科学家也荣获了2000年度的诺贝尔化学奖[4].自此,导电聚合物开始广受欢迎,并且已经取得了重大突破,例如在电致变色,传感器,发光二极管等领域,而这些都与导电聚合物的性能息息相关,它既具有高分子材料的优点,又能够导电[5].导电高分子已经成为一门集材料科学、高分子化学、有机合成化学和物理学等交叉渗透的新兴领域[2].

材料的结构决定了材料的性能,导电聚合物特殊的结构,决定了它性能的特殊性:1)和一般的聚合物材料相比,导电聚合物可以通过化学方法或电化学掺杂的方法让其导电性能在导体和半导体之间;2)导电聚合物具有大的π电子共轭结构并且掺杂与去掺杂过程可逆;3)拥有优良的物理化学性能,譬如较高的电导率、可逆的氧化还原活性等;4)具有金属特性,如具有颗粒或纤维结构等微观形貌.基于导电聚合物特殊的性能,目前已经在有机光电子电子器件、传感器(化学或电化学)、电化学催化等多個领域展现出良好的应用前景[6].

导电聚合物可以通过多种方法制备,可以分为化学聚合和电化学聚合.化学聚合方法还分为直接法和间接法,直接法是指聚合单体在催化剂作用下直接获得预期的聚合物,其中包括加成聚合反应或缩合反应.此方法操作简单,缺点是得到的聚合物溶解性较差,反应过程中极易形成沉淀,终止反应,很难得到高聚合度的产物并且加工成型较难.间接法是先合成共聚前躯体(单体,最好是溶解性和可加工性能较好),然后通过加成、消除或异构化反应,获得聚合度较高的预期产物,但是此种方法的缺点是在第二步反应中,已经生成的低聚物或高聚物容易发生交联、自由基聚合等副反应,使生成的聚合物具有较复杂的共轭链结构,电导率较低.

电化学方法是聚合单体在一定的电极电势或电压作用下在电极表面直接发生聚合从而得到预期聚合物.电化学聚合一般采用三电极体系:工作电极、对电极和参比电极.电化学方法主要包括阳极氧化法和阴极还原法,因为阴极还原法制备的聚合物材料为掺杂并且导电性能较差,因而只用于阴极防腐的研究中.故通常所说的电化学方法指的是阳极氧化法.电化学聚合方法具有其他聚合方法不具备的很多优势[7]:1)聚合单体能在电极上一步聚合成导电聚合物膜;2)聚合单体量需要比较少;3)聚合反应和掺杂过程同时发生;4)聚合产物不需要复杂的分离过程,可以直接从电极上得到;5)聚合物薄膜的厚度可通过电化学聚合进程施加的电量来调节;6)聚合反应所需聚合单体的量较少,而且聚合过程无需添加催化剂或氧化剂;7)可以通过改变聚合电位来控制聚合物薄膜的氧化还原态,因此电化学聚合方法得到了广泛应用.此外,在电化学聚合过程中,影响聚合物性能的因素较多,主要有聚合单体浓度、温度、聚合电位、聚合体系的种类、支持电解质种类等.经常使用的电化学聚合溶剂有二氯甲烷、乙腈、硝基苯、苯腈等.

EDOT是由单环噻吩结构延伸到二环结构体系的一类重要的噻吩衍生物,与单个噻吩环相比,由于富电子的乙撑二氧六环连接到它的β位,能够有效避免α-β和β-β交联反应,并且明显提高噻吩环的电子云密度.这就使得EDOT偶联反应得到线性的具有立体规整性的PEDOT,同时EDOT的HOMO能级被提升,降低了EDOT的氧化聚合电位和PEDOT的氧化掺杂电位.由于乙撑二氧六环比碳环化的空间位阻要小,PEDOT的平面性和刚性都更好.

总结:本文关于二氧噻吩论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。

参考文献:

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