部分高性能导电高分子的电化学合成与表征

论文摘要

导电高分子具有金属或半导体的导电性能,具有十分广阔的应用前景。电化学方法是制备导电高分子的一种重要方法。本论文主要在三氟化硼乙醚及其与乙醚、三氟乙酸等形成的混合电解质中进行了薁、5-羧基吲哚、9-芴酮和9-溴芴的电化学聚合,并对聚合物进行了表征。1.首次在三氟化硼乙醚溶液中进行了薁单体的电化学聚合,并成功制备了高性能的自支撑聚薁膜,其电导率为2.2 S cm-1。聚合机理表明,薁在三氟化硼乙醚中电化学聚合发生在C（1）,C（3）位。掺杂态聚薁膜为深蓝色,而去掺杂态为深棕色,且不溶于普通有机溶剂,如丙酮、乙腈、四氢呋喃等。2.首次在含80%乙醚的三氟化硼乙醚溶液中用电化学方法合成了高性能的聚（5-羧基吲哚）,该膜具有良好的电化学活性和良好的热学稳定性,其电导率为10-2Scm-1。随着电化学聚合的进行,聚（5-羧基吲哚）的掺杂水平增加。傅立叶红外光谱和核磁氢谱证明聚合主要发生在C（2）和C（3）位;荧光光谱表明可溶性的聚（5-羧基吲哚）膜是一种良好的蓝光发光物质。3.首次在含0.03 mol L-19-芴酮单体的三氟化硼乙醚溶液中电化学合成了高性能的聚（9-芴酮）膜,其电导率为7.8×10-3 S cm-1。在该体系中,9-芴酮的氧化电位仅为1.48 V vs. SCE,低于在乙腈和二氯甲烷体系中的氧化电位。结构分析表明,9-芴酮的聚合主要发生在C（2）和C（7）位上。可溶的聚（9-芴酮）膜是一种良好的蓝光发光物质。4.首次在含（体积分数）15%三氟乙酸的三氟化硼乙醚体系中电化学合成了高性能的聚（9-溴芴）膜,其导电率为5.4×10-2 S cm-1。聚（9-溴芴）膜表现出良好的氧化还原活性和较高的氧化还原稳定性。聚合机理研究表明,9-溴芴的聚合主要发生在C（2）和C（7）位。聚（9-溴芴）膜的热稳定性要好于在三氟化硼乙醚中制备的聚对苯和聚噻吩。荧光光谱表明可溶的聚（9-溴芴）膜是一种良好的蓝光发光物质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 导电高分子简介
• 1.2 导电高分子研究进展
• 1.2.1 导电高分子电化学聚合机理
• 1.2.2 导电高分子应用研究进展
• 1.3 三氟化硼乙醚体系中导电高分子的研究
• 1.3.1 纯三氟化硼乙醚中导电高分子的研究
• 1.3.2 三氟化硼乙醚混合电解质中导电高分子的研究
• 1.4 论文工作的提出和主要内容
• 第二章 实验方法
• 2.1 试剂与仪器
• 2.1.1 主要试剂
• 2.1.2 仪器
• 2.2 聚合物膜的制备及性能表征
• 2.2.1 电化学合成及电化学性能测试
• 2.2.2 电解质溶液
• 2.2.3 聚合物膜的去掺杂
• 2.2.4 聚合物膜的掺杂程度
• 2.2.5 聚合反应的电流效率
• 2.2.6 聚合物的荧光量子产率
• 第三章 三氟化硼乙醚中聚薁的电化学合成
• 3.1 薁的电化学聚合
• 3.2 聚薁的电化学性质
• 3.3 结构表征
• 3.4 热学分析
• 3.5 电导率和表面形态
• 3.6 本章小结
• 第四章 三氟化硼乙醚/乙醚混合电解质中聚（5-羧基吲哚）的电化学合成
• 4.1 5-羧基吲哚电化学聚合
• 4.2 聚（5-羧基吲哚）膜的电化学性质
• 4.3 结构表征
• 4.4 热学分析
• 4.5 电导率和表面形态
• 4.6 本章小结
• 第五章 三氟化硼乙醚中聚（9-芴酮）的电化学合成
• 5.1 聚（9-芴酮）膜的电化学合成
• 5.2 聚（9-芴酮）膜的电化学性质
• 5.3 结构表征
• 5.4 热学分析
• 5.5 电导率和表面形态
• 5.6 本章小结
• 第六章 三氟化硼乙醚/三氟乙酸混合电解质中聚（9-溴芴）的电化学合成
• 6.1 聚（9-溴芴）膜的电化学合成
• 6.2 聚（9-溴芴）膜的电化学性质
• 6.3 结构表征
• 6.4 热学分析
• 6.5 电导率和表面形态
• 6.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或待发的学术论文目录