摘要：吡喃盐是一类很重要的有机合成中间体,可以合成多种功能材料,如吡啶盐和亚苯基化合物。本论文以吡喃盐为前...吡喃盐是一类很重要的有机合成中间体,可以合成多种功能材料,如吡啶盐和亚苯基化合物。本论文以吡喃盐为前体,合成了共轭内盐和大π共轭聚合物,分别以有机太阳能电池阴极界面修饰和电化学沉积、超级电容器的应用为主题进行了研究。具体研究内容如下:1.通过2,4,6-三苯基吡喃盐与氨基苯酚反应,得到两种醇溶性π共轭内盐PyPoph2、PyPo,进行了结构和光谱、电化学性质的表征,表明其具有非常显著的负的溶剂化效应,归因于苯酚O到吡啶N的分子内电荷转移,分子基态具有非常大的偶极矩。利用正交溶剂加工方法设计倒置有机太阳能电池器件ITO/ZnO/zwitterions/PTB7:PC71BM/MoO3/Al,发现π共轭内盐PyPoph2、PyPo作氧化锌表面修饰的有机太阳能电池能量转换效率分别是5.90%和8.45%;利用PyPoph2、PyPo掺杂到氧化锌中制备光电导阴极界面,器件结构ITO/ZnO:zwitterions/PTB7:PC71BM/MoO3/Al,得到最高能量转换效率分别是8.56%和8.76%,通过PyPoph2、PyPo同比例等浓度(3%wt)掺杂到氧化锌中,器件能量转换效率进一步提升到8.95%,器件具有高的填充因子(70%以上);同时在60nm厚度界面层下可以保持器件效率8.44%的水平。2.通过三芳基吡喃盐与对苯乙酸钠缩合反应合成“double U-shaped”亚苯基低聚物(DUA),具有电化学活性,可以电化学氧化分子内环化为六苯并蔻(HBC)结构;利用DUA单体与不同长度烷基链的苝酰亚胺单体聚合得到两个大π共轭聚合物前体poly-DUA-PDIC20、poly-DUA-PDIC36。利用化学氧化方法得到大π共轭聚合物poly-HBC-PDIC20、poly-HBC-PDIC36。首次利用电化学氧化合成方法,得到大π共轭聚合物poly-CDI-HBC薄膜,证明了电化学氧化过程中结构的变化发生在苝酰亚胺bay区苯环和DUA苯环上。将这种双极性大π共轭导电聚合物电沉积薄膜应用于超级电容器电极材料,当充放电电流密度为10 A g-1时,比电容达到最大值120 F g-1,对应于n-型掺杂态薄膜电极比电容;而当电流密度为1 A g-1时,p-型掺杂态薄膜电极比电容最大值62 F g-1,充放电电流密度为30 A g-1时,比电容保持最大值的96%,具有很高的比电容保持率。更多还原显示全部
