基于二噻吩并噻咯的熒光小分子和全共軛嵌段共聚物的合成、表征及性能研究.pdf

1、噻咯（Silole），一類含硅的五元雜環(huán)，因硅原子環(huán)外的σ*軌道與丁二烯的π*軌道形成σ*-π*共軛，使得噻咯結構相比吡咯、呋喃等具有較低的LUMO能級、良好的電子遷移率和親和力；同時，硅原子的引入穩(wěn)定了其HOMO能級，提高了聚合物材料的穩(wěn)定性。噻咯衍生物—二噻吩并噻咯（DTS）不僅具有合適的電子結構，同時其三元并環(huán)結構使相應的聚合物具有良好的結晶性能，提高了其載流子遷移率。因此，近年來基于噻咯衍生物的小分子和聚合物材料在太陽能電池、有

2、機發(fā)光二極管和有機場效應晶體管等領域展現(xiàn)了廣闊的應用前景。本文首先設計合成了一種基于DTS的光電小分子，并將其應用于構建各種分子邏輯門；接著以聚3-己基噻吩（P3HT）為封端劑，通過Stille偶聯(lián)反應合成了一系列基于DTS、環(huán)戊并二噻吩（CDT）、二噻吩并吡咯（DTP）的全共軛嵌段共聚物，并研究了它們的光電性能。主要內容如下：
　?。?）我們通過Suzuki偶聯(lián)反應，合成了一種二噻吩并噻咯-聯(lián)三吡啶衍生物，并對其結構進行了表征。

3、由于聯(lián)三吡啶易與過渡金屬發(fā)生配位作用，我們發(fā)現(xiàn)DTS-聯(lián)三吡啶衍生物可以與很多過渡金屬發(fā)生配位，并表現(xiàn)出了不同的熒光響應。當加入Zn2+后，DTS-聯(lián)三吡啶衍生物的熒光發(fā)生了很大的紅移；當加入Ag+或Fe2+后，其熒光強度減弱；當加入Ni2+、Co2+或Cu2+后，其熒光發(fā)生完全淬滅。以不同陰陽離子為輸入信號，熒光發(fā)射強度和吸光度為輸出信號，我們構建了XNOR、INHIBIT、IMPLICATION等多種分子邏輯門。
　?。?）全

4、共軛嵌段共聚物作為具有半導體特性和納米級自組裝能力的理想材料，不僅在基本的分子組裝和傳輸問題上得到了極大應用，也可作為有機光伏器件的納米結構活性層。P3HT常被作為封端劑引入到全共軛嵌段共聚物鏈中，這是因為P3HT分子的能帶隙小，可以增大短路電流。本文通過Kumada催化轉移縮聚反應（KCTP）將2,5-二溴-3-己基噻吩聚合成P3HT，通過對聚合條件的探索優(yōu)化，例如：投料量，反應溫度，反應時間等，得到了分子量分布寬度窄、分子量適當?shù)木?/p>

5、合物。然后，將P3HT作為封端劑，通過Stille偶聯(lián)反應合成了一系列全共軛嵌段共聚物，包括：DTS與苯并噻二唑（BT）、P3HT共聚的聚合物（P1）；CDT與BT、P3HT共聚的聚合物（P2）；DTP與BT、P3HT共聚的聚合物（P3）；DTS與帶氟的苯并噻二唑、P3HT共聚的聚合物（P4）；CDT與帶氟的苯并噻二唑、P3HT共聚的聚合物（P5）；DTP與帶氟的苯并噻二唑、P3HT共聚的聚合物（P6）；DTS與吡咯并吡咯二酮（DPP）