基于给体-受体型三苯胺喹喔啉类电致变色材料的合成及性能研究
发布时间：2021-01-17 04:14
近年来,基于给体-受体（D-A）型共轭聚合物的电致变色器件表现出响应速率快、颜色可调、良好的循环稳定性等诸多优点,受到广泛关注.设计了一类以三苯胺为电子给体,喹喔啉衍生物为电子受体的新型给体-受体-给体（D-A-D）型化合物5,8-二（4-（二苯基氨基）苯基）-2,3-二甲基喹喔啉（Q1）和6,9-二（4-（二苯基氨基）苯基）-1,2,3,4-四氢吩嗪（Q2）,通过电化学聚合制备了D-A型聚合物聚（5,8-二（4-（二苯基氨基）苯基）-2,3-二甲基喹喔啉）（PQ1）和聚（6,9-二（4-（二苯基氨基）苯基）-1,2,3,4-四氢吩嗪）（PQ2）.研究表明,该类新型的D-A型聚合物在中性时为浅黄色,且随着电压的增大呈现多种颜色变化.该类电致变色材料具有响应时间快、着色效率较高、循环稳定性良好等优点,且其在780 nm附近的最大光学对比度均超过70%,具有潜在的应用价值.
【文章来源】：有机化学. 2020,40(08)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
单体Q1和Q2在二氯甲烷溶液中的吸收光谱(a)及其分子轨道示意图(b)
采用双电位计时电流法对PQ1和PQ2薄膜的电致变色动力学性能进行了研究.通过在0与1.18 V和0与1.3 V之间施加阶跃时间为5 s的阶跃电压,研究沉积在导电玻璃电极上的聚合物PQ1的电致变色动学性能.图6呈现了PQ1薄膜在491和781 nm处的光学透过率与时间的函数.聚合物的光学对比度((35)T%)通常是指聚合物在某一单波长下的掺杂-去掺杂过程中的透过率之差,响应时间计算为90%的全透光率变化[31].PQ1和PQ2从中性淡黄色到第一氧化态(橘红色)的(35)T%分别为40.2%(图6a)和44.5%,从中性态到第二氧化态(蓝色)的(35)T%分别为73.1%(图6b)和76.8%.PQ1和PQ2在第一氧化态的着色时间分别为1.7和2.3 s,褪色时间分别为0.3和0.4 s;在第二氧化态的着色时间分别为2.5和1.9s,褪色时间分别为0.4和0.3 s.另外,两种聚合物PQ1和PQ2经过20圈的掺杂-去掺杂转换后光学对比度均没有明显的变化,表明聚合物膜具有非常好的稳定性.另外,还计算了两种聚合物膜的电致变色着色效率(CE),以按照公式CE=ΔOD/Qd和ΔOD=log (Tb/Tc)计算求得.ΔOD表示聚合物光学密度变化,Tb和Tc为聚合物材料着色前后的透过率,Qd代表单位面积上聚合物膜着色褪色过程中通过的电荷量.聚合物PQ1在491和781 nm处的着色效率分别为170和200 cm2/C.聚合物PQ2在491和770 nm处的着色效率分别为101和135cm2/C.结果表明,D-A型芳胺类电致变色材料表现出较快的响应速率、较高的光学对比度以及较好的稳定性.此外,不同取代基的引入对聚合物电致变色性能具有一定的影响,后续我们将通过电子受体单元喹喔啉上取代基的变化系统地研究该类D-A型电致变色材料分子结构与性能之间的关系.
单体Q1和Q2的循环伏安曲线(0.1 mol/L TBAPF6/DCM,扫描速率为50 m V·s-1)
【参考文献】：
期刊论文
[1]Inorganic electrochromic materials based on tungsten oxide and nickel oxide nanostructures[J]. Dongyun Ma,Jinmin Wang. Science China（Chemistry）. 2017(01)
[2]蒽桥联的胺-胺电子耦合研究[J]. 冯骏,邵将洋,龚忠亮,钟羽武. 有机化学. 2016(10)
本文编号：2982186
【文章来源】：有机化学. 2020,40(08)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
单体Q1和Q2在二氯甲烷溶液中的吸收光谱(a)及其分子轨道示意图(b)
采用双电位计时电流法对PQ1和PQ2薄膜的电致变色动力学性能进行了研究.通过在0与1.18 V和0与1.3 V之间施加阶跃时间为5 s的阶跃电压,研究沉积在导电玻璃电极上的聚合物PQ1的电致变色动学性能.图6呈现了PQ1薄膜在491和781 nm处的光学透过率与时间的函数.聚合物的光学对比度((35)T%)通常是指聚合物在某一单波长下的掺杂-去掺杂过程中的透过率之差,响应时间计算为90%的全透光率变化[31].PQ1和PQ2从中性淡黄色到第一氧化态(橘红色)的(35)T%分别为40.2%(图6a)和44.5%,从中性态到第二氧化态(蓝色)的(35)T%分别为73.1%(图6b)和76.8%.PQ1和PQ2在第一氧化态的着色时间分别为1.7和2.3 s,褪色时间分别为0.3和0.4 s;在第二氧化态的着色时间分别为2.5和1.9s,褪色时间分别为0.4和0.3 s.另外,两种聚合物PQ1和PQ2经过20圈的掺杂-去掺杂转换后光学对比度均没有明显的变化,表明聚合物膜具有非常好的稳定性.另外,还计算了两种聚合物膜的电致变色着色效率(CE),以按照公式CE=ΔOD/Qd和ΔOD=log (Tb/Tc)计算求得.ΔOD表示聚合物光学密度变化,Tb和Tc为聚合物材料着色前后的透过率,Qd代表单位面积上聚合物膜着色褪色过程中通过的电荷量.聚合物PQ1在491和781 nm处的着色效率分别为170和200 cm2/C.聚合物PQ2在491和770 nm处的着色效率分别为101和135cm2/C.结果表明,D-A型芳胺类电致变色材料表现出较快的响应速率、较高的光学对比度以及较好的稳定性.此外,不同取代基的引入对聚合物电致变色性能具有一定的影响,后续我们将通过电子受体单元喹喔啉上取代基的变化系统地研究该类D-A型电致变色材料分子结构与性能之间的关系.
单体Q1和Q2的循环伏安曲线(0.1 mol/L TBAPF6/DCM,扫描速率为50 m V·s-1)
【参考文献】：
期刊论文
[1]Inorganic electrochromic materials based on tungsten oxide and nickel oxide nanostructures[J]. Dongyun Ma,Jinmin Wang. Science China（Chemistry）. 2017(01)
[2]蒽桥联的胺-胺电子耦合研究[J]. 冯骏,邵将洋,龚忠亮,钟羽武. 有机化学. 2016(10)
本文编号：2982186
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2982186.html
