聚噻吩在受限空间中性质的改变.pdf

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1、科技展望2017/11聚噻吩在受限空间中性质的改变吴学武(苏州大学软凝聚态物理及交叉研究中心，江苏苏州215000)【摘要】将不同链长的聚噻吩化合物填充进入碳纳米管，在碳纳米管聚噻吩填充进入碳纳米管以后的排列方式主要与填充进入碳的受限环境中，通过填充分子之间相互作用力以及填充物与碳纳米管纳米管内的聚噻吩的数目相关以及与碳纳米管的尺寸相关。根据内层管壁之间相互作用，从而探究填充进入碳纳米管的聚噻吩在受限碳纳米管－聚噻吩混合物的能谱分布，发现二者混合以后的能谱分环境下性质的改变以及其改变的主要原因有哪些，是否改变其电子传布只是将二者的能谱组合在一起，并没有新的能级改变或者出现，说

2、输途径以及其能谱，直接影响了其光电学性质的直接原因。本文章主明将聚噻吩填充进入碳纳米管以后，二者之间并没有发生电荷转移。要讲述了填充进入碳纳米管的聚噻吩在碳纳米管中的排列方式以及其光谱变化，推测原因可能导致这种现象的原因。是由于福斯特能量转移所引起【关键词】碳纳米管受限空间聚噻吩排列方式的。激发状态下的供体与受体的能级分布较为接近，在荧光震1前言荡的过程中，通过非辐射能量转噻吩作为一种常见的光电小分子，在光电转换领域有着极高移引起光谱的移动。将聚六噻的应用。根据不同的需求，不同链长的齐聚物也应运而生。在不吩填充进入碳纳米管以后，发现破坏碳纳米管完整性的前提下，将聚噻吩填充进入

3、碳纳米管，形成－在100－300cm呼吸峰范围内光一种新型复合物，有着极为重要的意义。将聚噻吩填充进入碳纳谱峰位发生红移现象，在1400－米管以后，其性质也有了很大的改变。－图2填充进入碳纳米管的1600cmＲoman峰会发生蓝移现(1)填充进入碳纳米管的聚噻吩的环境稳定性有很大的提6－聚噻吩的Ｒoman谱图［2］象，推测发生这个变化的原因应高。(2)填充进入碳纳米管的聚噻吩的光活性也扩大到了可见光该是填充进碳纳米管以后的聚噻吩C－C键，其分子振动在受限［1］范围内。(3)填充进入碳纳米管的聚噻吩的量子产率也提高环境下受到一定程度的抑制，其分子刚性增强而导致的。［2，3］了3

4、0%。2．2分子链长对于其结构的影响这主要与填充进入碳纳米管的尺寸以及填充物的量直接相不同链长的聚噻吩分子填充进入碳纳米管以后的结构也会发关，分别将聚合度不同的噻吩分别填入不同尺寸的碳纳米管中，发生相应的改变，发现其中五聚体以及六聚体的聚噻吩在填充进入现在碳管内部的排列方式极为不同。碳纳米管以后，分子链会发生不程度的弯曲，其弯曲的主要原因与2聚噻吩的受限空间的内部填充碳纳米管的尺寸有关系，碳纳米管尺寸越小，对于分子链的束缚作2．1在碳纳米管中聚噻吩排列方式用越强，分子间振动受限，分子间能量转移也会受到一定程度的抑填充进入碳纳米管的聚噻吩有两种排列顺序:共平面排列和制。对于三聚

5、体，其平面共轭程度较高，刚性程度较强，不易发生［1］垂直排列。弯曲，填充进入碳纳米管以后，由于范德华力的作用，增强其分子其排列的主要方式与聚噻吩分子与碳纳米管相互作用的结链的共平面效应［2］。果。在碳纳米管填充进入聚噻吩以后，根据填充进入聚噻吩的数3结语目不同，内部排列结构也会发生相应的变化。排列的方式不同，直本文主要通过不同聚合度的聚噻吩填充进入不同尺寸的碳纳接影响到其最高占据轨道和最低空轨道的排列。米管的结果进行对比，发现不同聚合度的聚噻吩填充进入不同尺当有单条分子链填充进入碳纳米管时，分子链由于与碳纳米寸的碳纳米管中的排列方式是不一样的。影响其主要排列方式的管内层管壁之

6、间存在范德华相互作用力，导致分子链会靠近碳纳主要作用力是聚噻吩与碳管管壁之间以及聚噻吩分子之间的相互米管的内层管壁一侧。作用力共同影响的。当有两条分子链填充进入碳纳米管以后，当分子链的支链上较为庞大的基团或者支链上含有亲电基团或者缺电基团的环，由参考文献:于支链分子之间的相互作用力发生相互排斥现象，因此会产生分［1］YumuraT，YamashitaH．ModulatingtheElectronicPropertiesof［4－5］子链共平面排列的现象。当碳纳米管的管径尺寸大于分子间MultimericThiopheneOligomersbyUtilizingCarbonNa

7、notube作用力的力矩时，排列的主要影响因素是聚噻吩与内层管壁之间Confinement［J］．J．phys．chem．c，2014，118(10):5510～5522．的分的相互作用力，这时两条分子链会出现垂直排列。当有三条［2］LoiMA，GaoJ，CordellaF，etal．Encapsulationofconjugated或者更多聚噻吩分子链填充进入碳纳米管时，是分子链间相互作oligomersinsingle－walledcarbonnanotubes:towardsnanohybrids