石墨烯/聚吲哚复合材料的电合成及其电致变色性能

发布时间：2022-12-07 02:14

　　二维结构的石墨烯具有较大的比表面积和优异的电化学性质,这使得石墨烯在新能源材料、光电子材料、生物医学与传感器材料等诸多领域具有潜在的应用前景。其次,石墨烯本身具有独特的电子特性及物理性质,在聚合物复合材料中作为纳米填料之一,具有较高的增强效率和效应,同时还可以赋予聚合物复合材料一定的功能特性。本论文中采用电化学聚合的方法,分别制备了石墨烯/聚（5-醛基吲哚）（ERGO/P5FIn）复合材料和石墨烯/聚（6-羧基吲哚）（ERGO/PICA）复合材料,并对复合材料进行了电化学及电致变色性能等的表征,分别制备了相应的电致变色器件（ECD）,研究了器件的性能。1.在乙腈/四氟化硼四丁基铵溶液中,将5-醛基吲哚单体通过直接电化学氧化的方法聚合在电化学还原的氧化石墨烯修饰的玻碳电极（ERGO/GCE）上,制备了一种高性能的ERGO/P5FIn复合材料。光谱电化学研究表明,制备的ERGO/P5FIn复合材料能够在浅黄色（还原态）和草绿色（氧化态）之间进行变化,对应的吸收分别为380 nm和500 nm。动力学研究表明,在380 nm的位置测得ERGO/P5FIn膜的光对比度为24.5%,在500 n... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 石墨烯
        1.1.1 石墨烯简介
        1.1.2 石墨烯的制备方法
            1.1.2.1―由下而上‖法
            1.1.2.2―由上而下‖法
    1.2 导电聚合物
        1.2.1 导电聚合物简介
        1.2.2 导电聚合物的导电机理
            1.2.2.1 结构要求
            1.2.2.2 掺杂
        1.2.3 导电聚合物的应用及发展趋势
            1.2.3.1 基于导电聚合物的电催化剂
            1.2.3.2 基于导电聚合物的光催化剂
            1.2.3.3 基于导电聚合物的传感器
            1.2.3.4 基于导电聚合物的塑料电池和超级电容器
        1.2.4 吲哚类导电聚合物的研究
    1.3 石墨烯纳米复合材料
        1.3.1 石墨烯纳米复合材料简介
        1.3.2 石墨烯/导电聚合物纳米复合材料
    1.4 电致变色
        1.4.1 电致变色材料及其分类
        1.4.2 电致变色器件构造及原理
        1.4.3 电致变色器件的应用
            1.4.3.1 电致变色智能窗
            1.4.3.2 无眩反光镜
            1.4.3.3 电致变色显示器
            1.4.3.4 其他领域的应用
    1.5 论文工作的提出和主要内容
    参考文献
第二章 实验方法
    2.1 试剂与仪器
        2.1.1 主要试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 聚合物膜的制备
        2.2.1 电化学聚合
        2.2.2 电解质溶液
        2.2.3 聚合物的荧光量子产率
    2.3 凝胶电解质的制备
    2.4 电致变色器件的性能测试与表征
        2.4.1 电化学性能测试
        2.4.2 聚合物的着色效率
    参考文献
第三章 基于石墨烯/聚(5-醛基吲哚)复合材料的电致变色性能
    3.1 ERGO/P5FIn复合材料的电化学聚合
    3.2 ERGO/P5FIn复合材料的电化学性能表征
    3.3 ERGO/P5FIn复合材料的形貌表征及紫外光谱
    3.4 ERGO/P5FIn复合材料的光谱电化学性能及理论计算
    3.5 ERGO/P5FIn复合材料的动力学研究
    3.6 ERGO/P5FIn/PEDOT器件电致变色的光谱电化学
    3.7 ERGO/P5FIn/PEDOT器件的动力学
    3.8 ERGO/P5FIn/PEDOT器件的开路记忆
    3.9 ERGO/P5FIn/PEDOT器件的稳定性
    3.10 本章小结
    参考文献
第四章 基于石墨烯/聚(6-羧基吲哚)复合材料电致变色器件的性能
    4.1 ERGO/PICA复合材料的电化学聚合
    4.2 ERGO/PICA复合材料的SEM表征
    4.3 ERGO/PICA复合材料的荧光及光谱电化学性能
    4.4 ERGO/PICA复合材料电致变色器件的光谱电化学性能
    4.5 ERGO/PICA/ERGO电致变色器件的动力学研究
    4.6 ERGO/PICA/PEDOT电致变色器件的开路记忆效应
    4.7 ERGO/PICA/ERGO电致变色器件的稳定性
    4.8 本章小结
    参考文献
结论
附录论文图表索引
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
[1]面向应用的石墨烯制备研究进展[J]. 何大方,吴健,刘战剑,沈丽明,汪怀远,暴宁钟.  化工学报. 2015(08)
[2]微纳米结构导电聚合物合成方法研究进展[J]. 王纲,高彩艳,王新,陈光明.  高分子通报. 2014(10)
[3]导电聚合物的电化学制备及其应用研究进展[J]. 周佳盼,米红宇,王吉德,徐友龙,崔青霞.  化学研究与应用. 2014(07)
[4]聚噻吩类电致变色材料的研究进展[J]. 金珊珊,陈宏书,王结良,胡志毅,朱贞.  高分子通报. 2014(03)
[5]获得高性能电致变色薄膜的ITO表面修饰方法[J]. 杨树威,郑建明,吴星明,徐春叶.  化学学报. 2013(07)
[6]导电聚合物电致变色材料[J]. 涂亮亮,贾春阳,翁小龙,邓龙江,唐武.  化学进展. 2010(10)
[7]石墨烯的化学研究进展[J]. 傅强,包信和.  科学通报. 2009(18)
[8]导电聚合物电致变色掺杂特征及表征参数[J]. 黄美荣,章家立,李新贵.  化学研究与应用. 2006(07)
[9]聚合物全固态电致变色器件的制备及性能[J]. 张公正,四十宫龙德.  功能材料与器件学报. 2006(03)
[10]电致变色材料及应用[J]. 张征林,王怡红,王宏,苏连永,陆祖宏.  电子元件与材料. 1999(01)

博士论文
[1]石墨烯基导电聚合物复合材料的制备、表征及其超电容特性研究[D]. 卢向军.南京航空航天大学 2011



本文编号：3712052