聚噻吩及其衍生物/石墨烯基纳米复合材料的制备与光电性能研究
发布时间：2021-02-26 20:24
聚噻吩等共轭聚合物（conjugated polymer,CP）的三阶非线性光学（non-linear optics,NLO）性能受到广泛地关注,这是由于CP具有超快的响应时间、高的光损伤阈值、较大的非线性极化率和低的介电常数以及易加工等优点。最近兴起的碳族材料石墨烯具有量子霍尔效应,室温下载流子容易迁移,比表面积较大,光学透明性良好以及热电导率优异等,在光电领域得到广泛的研究并在高速光通信、光开关、光限幅等领域具有潜在的应用价值。纳米半导体材料在光电领域也应用广泛。为综合上述材料的优点,本论文合成了系列聚（3-己基噻吩）（P3HT）基高分子纳米复合材料,研究了材料的NLO性能。（1）以改进的Hummer法制备了氧化石墨烯（GO）,分别以热碱液和水合肼还原法制备了不同的还原氧化石墨烯（RGO）。研究表明,RGO的紫外吸收相对于GO出现红移现象;GO被还原的程度越高,其热稳定性越好;RGO具有与GO相似的非线性吸收特性,即在低入射能量下具有饱和吸收（SA）特性,在高能量下具有反饱和吸收（RAS）特性,且还原程度高的RGO具有更好的SA特性。（2）以3-噻吩甲酸对酰氯化的GO（GO-Cl）...
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 聚噻吩及其衍生物材料的概述
1.2.1 聚噻吩类材料的合成与改性
1.2.2 聚噻吩类纳米复合材料的制备方法
1.2.3 聚噻吩类纳米复合材料的NLO性能研究
1.3 石墨烯基材料的概述
1.3.1 石墨烯的制备方法
1.3.2 石墨烯基复合材料制备方法
1.3.3 石墨烯基复合材料的NLO性能研究
1.4 本论文选题背景与主要研究内容
1.4.1 选题背景
1.4.2 主要研究内容
1.4.3 创新点
第二章 氧化石墨烯的制备及光电性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 样品的制备
2.2.4 测试与表征
2.3 结构表征
2.3.1 FTIR分析
2.3.2 XRD分析
2.3.3 SEM形貌及元素分析
2.4 结果与讨论
2.4.1 UV-Vis光谱分析
2.4.2 TG分析
2.4.3 NLO分析
2.4.4 电化学分析
2.5 本章小结
第三章 聚3-己基噻吩/GO复合材料的制备与光学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 样品的制备
3.3 结构表征
3.3.1 FTIR分析
1H NMR分析"> 3.3.2 1H NMR分析
3.3.3 SEM及元素组成分析
3.4 结果与讨论
3.4.1 P3HT/GO复合材料光致电子转移的机理分析
3.4.2 UV-Vis光谱分析
3.4.3 荧光光谱分析
3.4.4 TG分析
3.4.5 NLO分析
3.5 本章小结
第四章 P3HT/GO/Cd S复合材料的制备与光电性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品及主要仪器
4.2.2 P3HT-g-GO复合材料的制备（PG5）
4.2.3 PG5-Cd S复合材料的制备
4.2.4 薄膜的制备
4.3 结构表征
4.3.1 FTIR分析
4.3.2 XRD分析
4.3.3 SEM及元素组成分析
4.3.4 TEM分析
4.3.5 薄膜的表面形貌分析
4.4 结果与讨论
4.4.1 薄膜制备工艺的探讨
4.4.2 UV-Vis光谱分析
4.4.3 荧光发射光谱分析
4.4.4 TG分析
4.4.5 NLO性能分析
4.4.6 电化学分析
4.5 本章小结
第五章 P3HT/GO/PbS复合材料的制备与光电性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验药品及主要仪器
5.2.2 P3HT-g-GO复合材料的制备（PG5）
5.2.3 PG5-PbS复合材料的制备
5.2.4 薄膜的制备
5.3 结构表征
5.3.1 FTIR分析
5.3.2 XRD分析
5.3.3 SEM及元素组成分析
5.3.4 TEM分析
5.3.5 薄膜的表面形貌分析
5.4 结果与讨论
5.4.1 UV-Vis光谱分析
5.4.2 荧光发射光谱分析
5.4.3 NLO分析
5.4.4 电化学分析
5.5 本章小结
第六章 结论
6.1 结论
参考文献
图表目录
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚3-己基噻吩的合成及表征[J]. 宫玉梅,夏令明,梁青,郭静,张鸿. 大连工业大学学报. 2013(06)
[2]还原氧化石墨烯光学非线性[J]. 赵欣,鄢小卿,马强,张校亮,刘智波,田建国. 光学学报. 2013(07)
[3]聚噻吩衍生物的合成及光电性质研究[J]. 乌海燕,刘福德,王娟,周勇. 天津工业大学学报. 2013(02)
[4]氧化石墨烯的可控还原及结构表征[J]. 杨旭宇,王贤保,李静,杨佳,万丽,王敬超. 高等学校化学学报. 2012(09)
[5]Nonlinear optical properties of graphene-based materials[J]. LIU ZhiBo 1,ZHANG XiaoLiang 1,2,YAN XiaoQing 1,3,CHEN YongSheng 3 & TIAN JianGuo 1 1 Key Laboratory of Weak Light Nonlinear Photonics,Ministry of Education;Teda Applied Physics School and School of Physics,Nankai University,Tianjin 300071,China;2 College of Physics and Optoelectronics,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China;3 Key Laboratory of Functional Polymer Materials and Center for Nanoscale Science & Technology,Institute of Polymer Chemistry,College of Chemistry,Nankai University,Tianjin 300071,China. Chinese Science Bulletin. 2012(23)
[6]聚3-己基噻吩的制备及其荧光轨迹的研究[J]. 朱岩,王巧玲,向艳秋. 化学通报. 2012(06)
[7]氧化石墨烯的制备与改性研究[J]. 魏珊珊,杨军明,谢翔,许向阳,汪涛,黄春华. 矿冶工程. 2012(03)
[8]硫化铅纳米粒子的三阶非线性光学特性研究(英文)[J]. Majles Ara M H,Afsary M,Hatami M,Malekfar R,Boroojerdian P. 光学精密工程. 2011(09)
[9]合成方法对聚（3-己基噻吩）立构规整度的影响[J]. 翟天亮,谢林,彭民乐,周星红,夏和生,费国霞. 化工新型材料. 2011(09)
[10]利用Heck反应制备立构规整聚（3-己基噻吩）[J]. 张杰,李坚,孙明慧. 化工学报. 2010(06)
博士论文
[1]功能化石墨烯在DNA生物传感中的应用研究[D]. 胡玉伟.吉林大学 2013
[2]石墨烯及石墨烯基二元和三元纳米复合材料制备及其在超级电容器中的应用[D]. 金玉红.北京化工大学 2013
[3]金属—石墨烯纳米复合催化剂的制备及在燃料电池中的应用[D]. 胡耀娟.南京师范大学 2012
[4]功能化石墨烯的制备及在高性能高分子材料中的应用[D]. 曹也文.复旦大学 2012
[5]基于氧化石墨烯的光电功能材料设计制备与性质研究[D]. 李冰.东北师范大学 2011
[6]基于石墨烯材料的制备及其性能的研究[D]. 徐超.南京理工大学 2010
硕士论文
[1]含嗪类化合物薄膜材料的三阶非线性光学性能[D]. 闫保龙.苏州大学 2013
[2]石墨烯/硫化镉有机玻璃的可控制备及光学非线性研究[D]. 张越.哈尔滨工程大学 2013
[3]几种聚噻吩衍生物的合成与表征[D]. 王娟.天津理工大学 2012
[4]新型含苯并噻吩/苯并呋喃光致变色二芳烯分子的合成与性质研究[D]. 颜培坚.江西科技师范学院 2011
本文编号：3053124
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：100 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 聚噻吩及其衍生物材料的概述
1.2.1 聚噻吩类材料的合成与改性
1.2.2 聚噻吩类纳米复合材料的制备方法
1.2.3 聚噻吩类纳米复合材料的NLO性能研究
1.3 石墨烯基材料的概述
1.3.1 石墨烯的制备方法
1.3.2 石墨烯基复合材料制备方法
1.3.3 石墨烯基复合材料的NLO性能研究
1.4 本论文选题背景与主要研究内容
1.4.1 选题背景
1.4.2 主要研究内容
1.4.3 创新点
第二章 氧化石墨烯的制备及光电性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 实验仪器
2.2.3 样品的制备
2.2.4 测试与表征
2.3 结构表征
2.3.1 FTIR分析
2.3.2 XRD分析
2.3.3 SEM形貌及元素分析
2.4 结果与讨论
2.4.1 UV-Vis光谱分析
2.4.2 TG分析
2.4.3 NLO分析
2.4.4 电化学分析
2.5 本章小结
第三章 聚3-己基噻吩/GO复合材料的制备与光学性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂与仪器
3.2.2 样品的制备
3.3 结构表征
3.3.1 FTIR分析
1H NMR分析"> 3.3.2 1H NMR分析
3.3.3 SEM及元素组成分析
3.4 结果与讨论
3.4.1 P3HT/GO复合材料光致电子转移的机理分析
3.4.2 UV-Vis光谱分析
3.4.3 荧光光谱分析
3.4.4 TG分析
3.4.5 NLO分析
3.5 本章小结
第四章 P3HT/GO/Cd S复合材料的制备与光电性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品及主要仪器
4.2.2 P3HT-g-GO复合材料的制备（PG5）
4.2.3 PG5-Cd S复合材料的制备
4.2.4 薄膜的制备
4.3 结构表征
4.3.1 FTIR分析
4.3.2 XRD分析
4.3.3 SEM及元素组成分析
4.3.4 TEM分析
4.3.5 薄膜的表面形貌分析
4.4 结果与讨论
4.4.1 薄膜制备工艺的探讨
4.4.2 UV-Vis光谱分析
4.4.3 荧光发射光谱分析
4.4.4 TG分析
4.4.5 NLO性能分析
4.4.6 电化学分析
4.5 本章小结
第五章 P3HT/GO/PbS复合材料的制备与光电性能研究
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验药品及主要仪器
5.2.2 P3HT-g-GO复合材料的制备（PG5）
5.2.3 PG5-PbS复合材料的制备
5.2.4 薄膜的制备
5.3 结构表征
5.3.1 FTIR分析
5.3.2 XRD分析
5.3.3 SEM及元素组成分析
5.3.4 TEM分析
5.3.5 薄膜的表面形貌分析
5.4 结果与讨论
5.4.1 UV-Vis光谱分析
5.4.2 荧光发射光谱分析
5.4.3 NLO分析
5.4.4 电化学分析
5.5 本章小结
第六章 结论
6.1 结论
参考文献
图表目录
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]聚3-己基噻吩的合成及表征[J]. 宫玉梅,夏令明,梁青,郭静,张鸿. 大连工业大学学报. 2013(06)
[2]还原氧化石墨烯光学非线性[J]. 赵欣,鄢小卿,马强,张校亮,刘智波,田建国. 光学学报. 2013(07)
[3]聚噻吩衍生物的合成及光电性质研究[J]. 乌海燕,刘福德,王娟,周勇. 天津工业大学学报. 2013(02)
[4]氧化石墨烯的可控还原及结构表征[J]. 杨旭宇,王贤保,李静,杨佳,万丽,王敬超. 高等学校化学学报. 2012(09)
[5]Nonlinear optical properties of graphene-based materials[J]. LIU ZhiBo 1,ZHANG XiaoLiang 1,2,YAN XiaoQing 1,3,CHEN YongSheng 3 & TIAN JianGuo 1 1 Key Laboratory of Weak Light Nonlinear Photonics,Ministry of Education;Teda Applied Physics School and School of Physics,Nankai University,Tianjin 300071,China;2 College of Physics and Optoelectronics,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China;3 Key Laboratory of Functional Polymer Materials and Center for Nanoscale Science & Technology,Institute of Polymer Chemistry,College of Chemistry,Nankai University,Tianjin 300071,China. Chinese Science Bulletin. 2012(23)
[6]聚3-己基噻吩的制备及其荧光轨迹的研究[J]. 朱岩,王巧玲,向艳秋. 化学通报. 2012(06)
[7]氧化石墨烯的制备与改性研究[J]. 魏珊珊,杨军明,谢翔,许向阳,汪涛,黄春华. 矿冶工程. 2012(03)
[8]硫化铅纳米粒子的三阶非线性光学特性研究(英文)[J]. Majles Ara M H,Afsary M,Hatami M,Malekfar R,Boroojerdian P. 光学精密工程. 2011(09)
[9]合成方法对聚（3-己基噻吩）立构规整度的影响[J]. 翟天亮,谢林,彭民乐,周星红,夏和生,费国霞. 化工新型材料. 2011(09)
[10]利用Heck反应制备立构规整聚（3-己基噻吩）[J]. 张杰,李坚,孙明慧. 化工学报. 2010(06)
博士论文
[1]功能化石墨烯在DNA生物传感中的应用研究[D]. 胡玉伟.吉林大学 2013
[2]石墨烯及石墨烯基二元和三元纳米复合材料制备及其在超级电容器中的应用[D]. 金玉红.北京化工大学 2013
[3]金属—石墨烯纳米复合催化剂的制备及在燃料电池中的应用[D]. 胡耀娟.南京师范大学 2012
[4]功能化石墨烯的制备及在高性能高分子材料中的应用[D]. 曹也文.复旦大学 2012
[5]基于氧化石墨烯的光电功能材料设计制备与性质研究[D]. 李冰.东北师范大学 2011
[6]基于石墨烯材料的制备及其性能的研究[D]. 徐超.南京理工大学 2010
硕士论文
[1]含嗪类化合物薄膜材料的三阶非线性光学性能[D]. 闫保龙.苏州大学 2013
[2]石墨烯/硫化镉有机玻璃的可控制备及光学非线性研究[D]. 张越.哈尔滨工程大学 2013
[3]几种聚噻吩衍生物的合成与表征[D]. 王娟.天津理工大学 2012
[4]新型含苯并噻吩/苯并呋喃光致变色二芳烯分子的合成与性质研究[D]. 颜培坚.江西科技师范学院 2011
本文编号：3053124
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