离子型聚芴的制备及其光学性能研究

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：编号：工学硕士学位论文离子型聚芴的制备及其光学性能研究硕士研究生：付苗指导教师：宫琳丹讲师学科、专业：化学工程与技术论文主审人：张春红教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文离子型聚芴的制备及其光学性能研究硕士研究生：付苗指导教师：宫琳丹讲师学位级别：工学硕士学科、专业：化学工程与技术所在单位：材料科学与化学工程学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADi

2、ssertationfortheProfessionalDegreeofMaster（MasterofEngineering）SynthesisofionicpolyfluoreneandopticalpropertiesresearchCandidate:FuMiaoSuperVisor:LecturerGongLindanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ChemicalEngineeringandTechnologyDateofSubmission:Dec.2017Dat

3、eofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity摘要离子型共轭聚合物因其优良的电子传导能力以及溶解性而在生物医学、环境监测和光电器件开发等领域均有广泛的应用；离子型手性聚合物对光、电、pH等的快速响应，使其常被用作手性光学开关。本研究将可以捕获金属离子的亚胺键官能团、带有吡啶环的共轭结构和手性官能基团引入离子型聚合物结构中，开发出三种新型离子型聚合物并对它们的光学性能展开了研究。在有机合成部分，利用FT-IR和1HNMR对各级产物进行了结构表征和分析。首先，将合成的含有

4、芴基的二芴醛单体分别与三种二胺单体通过醛胺缩聚反应制备了共轭聚合物P1及手性聚合物P2、P3；再将聚合物侧链季胺化获得了离子型的共轭聚合物IP1、手性聚合物IP2和IP3。在对聚合物光学性质研究部分，运用紫外-可见光谱、荧光光谱和圆二色光谱考察了不同溶剂和金属离子对它们光学性质的影响。IP1在不同溶剂中表现出不同的紫外-可见吸收和荧光发射光谱，还有不同的斯托克斯位移值。IP1的吸光度及荧光强度随pH升高而降低。相比其它金属离子对IP1荧光性质的影响，发现Fe2+与Fe3+对IP1的荧光猝灭作用较为明显，猝灭百分比可以达到70%。IP2在pH=7时吸光

5、度最强。Sn2+、Fe2+、Fe3+、Cr3+、Cu2+、Ni2+、Co2+和Ag+使聚合物IP2的CD信号减弱特别显著，且灵敏度依次下降。原因可能是金属离子与聚手性合物主链的亚胺官能团（-C=N-）可以形成配位键，使聚合物链的空间伸展和排列状态发生变化，进而影响了IP2原有的手性立构规整度而导致了手性信号的变化。其它金属离子如Hg2+、Zn2+、Mg2+、Mn2+、Ca2+、Na+、Ba2+和K+使聚合物IP2的CD信号减弱程度特别小。IP3在pH=6时吸光度最强。IP3在不同溶剂中的吸光度差别很大，其中，IP3在乙醚溶剂中的吸光度最强，IP3在水

6、中没有CD信号。利用圆二色光谱研究金属离子对手性聚合物IP3的CD信号的影响，其结果显示：Sn2+、Fe3+、Fe2+、Cr3+、Cu2+、Ni2+、Co2+和Ag+都使IP3的CD强度降低，且灵敏度依次减弱。其它金属离子Hg2+、Zn2+等对手性聚合物IP3的CD信号没有影响。关键词：离子型；聚芴；手性；光学性能ABSTRACTIonicconjugatedpolymersarewidelyusedinbiomedicine,environmentalmonitoringandoptoelectronicdevicedevelopmentdueto

7、itsexcellentelectronicconductivityandsolubility;Ionicchiralpolymersrespondrapidlytolight,electricity,pH,etc.,makingthemoftenusedaschiralopticalswitches.Onthisstudy，thefunctionalgroupsincludedtheiminebondthatcancapturethemetalions，theconjugatedstructurewithpyridineringandthechir

8、alcentralwereintroducedintotheionicpolymerstructure，pr