侧链含偶氮苯聚噻吩衍生物%2f纳米半导体复合材料制备及其光学性能论文

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1、福建师范大学硕士学位论文侧链含偶氮苯聚噻吩衍生物/纳米半导体复合材料的制备及其光学性能姓名：欧阳志斌申请学位级别：硕士专业：有机化学指导教师：翁家宝;孙建平20090501福建师范大学硕士学位论文摇i彝011—7、目前，对聚噻吩(Pm的研究主要集中在聚合物侧链上的修饰、主链结构的调整以及与无机纳米材料的复合，这样既能改善无取代PTh分子的溶解性，又可以调节和完善PTh及其衍生物的发光颜色。本文采用化学氧化聚合法合成了三种可溶性侧链含偶氮苯聚噻吩衍生物(AZO．P佻)，通过引入不同电子结构的偶氮苯刚性基团和不同长度的柔性烷基基团，对聚噻吩的侧链进行化学修饰，提高了聚

2、合物的溶解性，使聚噻吩类聚合物可直接旋涂成膜，简化工艺。AZO-PThs不仅保持了聚噻吩本身的故有发光特性，而且由于引入不同“推一拉”电子结构的偶氮苯刚性基团和不同长度的柔性烷基基团后，使得聚噻吩类聚合物的电子离域性增加、能隙显著降低，调节了材料的发射波长。为了进一步改善AzO．PThs的发光性能和热性能，首次采用原位化学氧化聚合法，制各了一系列侧链含偶氮苯聚噻吩衍生物／纳米半导体复合材料。将AZO-PThs分别与纳米稀土氧化物、以及纯化的多壁碳纳米管(M啪s)进行复合，制备了AZO．PThs／纳米稀土氧化物复合材料(如PA．Th4／Eu203、PBTh6／(Y2

3、03：Eu3+)和PATh4／m03：Eu3+)纳米复合材料)以及PATh4／M啪s纳米复合材料。研究表明，由于无机材料的加入，对AZO．PThs的热稳定性有不同的影响；同时不同无机材料对聚合物有不同的影响，这对于材料的实际应用具有重要的指导意义；以上四种复合材料具有不同的光致发光发射波长，表现出不同的光致发光特性，这些都为其作为电致发光器件的发光层创造了有利的条件。关键词偶氮苯，聚噻吩衍生物，原位化学氧化聚合，光致发光福建师范大学硕士学位论文中文文摘有机发光材料与无机发光材料相比，以其易合成、易加工、成本低、质量轻、发光颜色全等特点越来越受到关注，共轭聚合物作为

4、一类有机发光材料越来越显示其重要的应用价值。目前研究比较活跃的共轭聚合物有聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚喹啉、聚吡啶等，其中聚噻吩类材料由于具有良好的稳定性和可加工性，在导电、发光、太阳能电池、电磁屏蔽、记忆、微波吸收及人造器官等方面具有良好的应用前景而倍受注目。聚噻吩类聚合物作为光电显示材料，其主要优点在于可通过调节共轭链节的长度、取代基的种类和聚合物的规整度来调节发光颜色。在聚噻吩分子的侧链上引入不同烷基或烷氧基等柔性基团，可以提高聚噻吩的溶解性进而改善其加工性能，目前对聚噻吩及其衍生物的研究主要集中在对聚合物侧链的化学修饰，与其他共轭聚合物的共聚以及与无机纳米材

5、料的复合，以求达到提高其溶解性和调节发光特性的目的。偶氮苯是一有一定共轭程度的基团，其基本结构特征决定了它们的主要吸收峰的范围。在苯环上引入不同的取代基，其对应化合物的最大吸收峰的位置不同，在苯环的不同位置引入取代基，对最大吸收峰的位置也会产生影响，如果在偶氮苯基团两端同时引入推拉电子基团，这就构成“推一拉’’型偶氮苯基团。由于推拉电子基团的协同作用，使偶氮双键成为一种有效的电子通道，分子中兀-兀’跃迁的能级差减小，电子更易受激发。当“推一拉"型偶氮苯基团通过化学反应接枝到共轭聚合物的侧链上，这样就形成了共轭体系更大的共轭聚合物。侧链含偶氮苯聚噻吩衍生物既具有偶氮

6、苯基团的光学活性、高分子材料优异的力学性能和加工性能，又具有聚噻吩本身的发光特性。因此在荧光材料、电致发光材料、光信息存储材料、非线性光学材料、液晶材料、生物分子活性光调控和纳米材料等领域都有重要的应用价值。由于偶氮苯基是一个刚性很大的共轭体系，提高了聚噻吩及其衍生物的热稳定性，侧链含偶氮苯聚噻吩衍生物通过聚合物分子主链和侧链偶氮苯协同作用来提高其共轭体系7c电子的离域能力，从而提高其光电性能。本文通过分子设计和有机化学反应合成了三种新型的偶氮苯取代噻吩衍生物，然后在以FeCl3为氧化剂氧化聚合得到三种具有推拉电子结构的侧链含偶氮苯聚噻吩衍生物(AZO．PThs)

7、：①聚{3-[4．((4’．硝基苯偶氮基)萘氧基)丁基】噻吩基乙酸酯}(PATb4)；②聚3．{4．[(4’一苯偶氮基)苯氧基]己基)噻吩基甲醚(PBTh6)；③聚[3．(4’-己氧基偶氮苯基)]噻吩(PHTh6)。探讨了聚噻吩分子侧链上不同电子结构的偶氮苯基ⅡI福建师范大学硕士学位论文团对聚合物的溶解性、热稳定性和发光性能的影响。为了进一步改善AZO．PThs的发光性能和热性能，首次采用原位化学氧化聚合法，．制备了一系列侧链含偶氮苯聚噻吩衍生物／纳米半导体复合材料。将AZO．PThs分别与纳米稀土氧化物、以及纯化的多壁碳纳米管(M啪s)进行复合，制备了AZO．P

8、Ths／纳