论文部分内容阅读
水溶性共轭聚电解质作为新兴的一种导电聚合物日益受到广大学者们的重视，这类材料将导电高分子优良的光学、电学性质与水溶性高分子的环保与易加工性结合在一起，在有机光电材料、太阳能电池、生物分析传感等领域展现了其独特的优势。环戊并二噻吩作为一种低能隙的有机光电材料由于其优异的光电性质得到了广泛的应用，本论文的设计合成了含季铵盐侧链的环戊并二噻吩单体，并通过电化学法及化学氧化法制备以环戊并二噻吩为骨架结构的水溶性共轭聚电解质，对其性能进行表征，并将制备的聚合物用于肝素钠的分析检测。1．以4H-环戊并[2,1-b:3,4-b]二噻吩为起始原料，通过与二溴丙烷反应溴化，与二甲胺反应后胺基化，以及与溴甲烷反应后季铵盐化后制备水溶性单体4,4′-二（3′（-N,N,N-三甲基铵基）丙基）环戊并二噻吩溴化物；通过核磁氢谱、碳谱以及质谱手段对反应各步骤制备的化合物进行结构表征。2．将制备的水溶性单体4,4′-二（3′-（N,N,N-三甲基铵基）丙基）环戊并二噻吩在高氯酸锂做支撑电解质的水溶液中，利用电化学工作站聚合制备聚-4,4′-二（3′-（N,N,N-三甲基铵基）丙基）环戊并二噻吩（PT2）薄膜，利用电化学工作站、核磁、紫外可见吸收光谱、扫描电子显微镜等仪器对聚合物薄膜的电化学性能、光学性能、微观结构等方面进行表征。结果显示，制备的聚合物薄膜具有良好的电化学活性，较强的亲水性能，能够溶于甲醇、水等极性溶剂；实验研究了PT2薄膜电致变色的性能，发现聚合物在掺杂和去掺杂过程中，薄膜可以实现深蓝色-紫红色-深蓝色的可逆性变化，证明制备的PT2薄膜可以作为电致变色材料应用于光电材料领域。3．将制备的水溶性单体4,4′-二（3′-（N,N,N-三甲基铵基）丙基）环戊并二噻吩分散在氯仿中，利用三氯化铁引发其进行化学氧化聚合，并对其进行去掺杂和索氏提取处理，制备紫黑色粉末状PT2；利用核磁、紫外、荧光等仪器对聚合物的结构、光学性能进行表征，并将制备的PT2作为荧光传感器对肝素钠进行定量分析测试。结果表明，化学法制备的聚合物PT2分子量较高，但仍然具有较好的水溶性；以PT2作荧光传感器对肝素钠进行检测实验效果良好，可检测肝素钠的最低浓度达到5.0×10-8mol/L，且PT2的荧光淬灭与肝素钠的浓度呈现良好的线性关系，同时PT2对肝素钠展现出较好的选择性。