本文主要研究内容
作者曾金明（2019）在《基于三苯胺电致变色材料的制备及高光学对比度器件的研究》一文中研究指出：在外加电场的作用下,电致变色材料的光学属性（反射率、吸收率和透过率等）能够发生可逆稳定的变化,其在视觉上表现为颜色的变化。由电致变色材料组装成的电致变色器件在电致变色智能窗、汽车防眩目后视镜以及显示器等领域具有广泛的应用前景。三苯胺衍生物在电化学氧化条件下,容易失去电子形成稳定的阳离子自由基并伴有颜色变化。由此,基于三苯胺衍生物的电致变色材料吸引了研究者的关注。本论文中,作者制备了系列三苯胺衍生物及其相应的聚合物,利用质谱（MS）、核磁共振谱（NMR）和红外光谱（FTIR）对所制备目标物的分子结构进行了表征与确认。目标物的分子结构式如下所示:通过紫外-可见光（UV-vis）光谱仪、电化学工作站和电致变色循环测试仪,对三苯胺衍生物及其相应聚合物的基本光、电性能以及电致变色性能进行了研究。同时,将具有不同厚度的交联聚三苯胺乙烯（PVTPA-CLn,n=1,2,3）（或N,N,N’,N’-四苯基联苯胺（TPB）及其衍生物）作为阳极电致变色材料,乙基紫精(EV2+·2PF6﹣)（或三氧化钨（WO3））作为阴极电致变色材料,组装了双极性（阳极和阴极）颜色互补型电致变色器件,对器件的电致变色性能进行了研究。发现PVTPA-CLn薄膜比PVTPA薄膜具有更好的电致变色循环稳定性,这对制备具有良好电致变色循环稳定性的材料和器件具有一定的指导意义。还发现PVTPA-CL2（或TPB及其衍生物）可以和EV2+·2PF6﹣（或WO3）组装成多种双极性颜色互补型电致变色器件,且这些器件均可以在具有高光学透过率的褪色态和黑色之间发生可逆的颜色变化,它们的最大光学对比度均高于75.7%,这对进一步研制具有高光学对比度能够发生黑色颜色变化的电致变色器件具有借鉴意义。本论文具体研究内容包括以下四个部分:第一部分:制备了六种三苯胺衍生物（TPA-CHO、TPA-E2CN、TPA-2T-CHO、TPA-2T-E2CN、TPA-2EDOT-CHO和TPA-2EDOT-E2CN）,测定了它们的基本光、电性能。通过电化学聚合的方法,在透明导电玻璃（ITO玻璃）上制备了基于三苯胺衍生物的相应聚合物薄膜（P（TPA-2T-CHO）、P（TPA-2T-E2CN）、P（TPA-2EDOT-CHO）和P（TPA-2EDOT-E2CN））,研究了其电致变色性能。发现聚合物薄膜在施加应用电压的情况下,其能够发生可逆的颜色变化;聚合物薄膜在可见光和近红外区均具有较高的光学对比度,它们在1000 nm处的光学对比度分别为81.8%、41.4%、65.8%和75.6%。与含有噻吩基团的聚合物（P（TPA-2T-CHO）和P（TPA-2T-E2CN））相比,含有3,4-乙撑二氧噻吩（EDOT）基团的聚合物（P（TPA-2EDOT-CHO）和P（TPA-2EDOT-E2CN））具有更低的电致变色驱动电压和更好的电致变色循环稳定性。P（TPA-2EDOT-CHO）和P（TPA-2EDOT-E2CN）膜的电致变色驱动电压均为+1.5 V。第二部分:制备了聚三苯胺乙烯（PVTPA）和具有不同厚度的交联聚三苯胺乙烯（PVTPA-CLn,n=1,2,3）薄膜,测定了它们的基本光、电性能和电致变色性能;并将不同厚度的聚合物PVTPA-CL2和PVTPA-CL3膜作为活性层分别组装了电致变色器件ECD 1（器件结构:ITO玻璃/PVTPA-CL2膜/凝胶电解质I/ITO玻璃）和ECD 2（器件结构:ITO玻璃/PVTPA-CL3膜/凝胶电解质I/ITO玻璃）,测试了器件的电致变色性能。发现PVTPA-CLn具有比PVTPA更好的电致变色循环稳定性以及更高的光学对比度;PVTPA-CL2及其电致变色器件ECD 1可以在无色和灰绿色之间发生可逆的颜色变化,PVTPA-CL3及其电致变色器件ECD 2可以在无色和黑色之间发生可逆的颜色变化。ECD1和ECD 2在750 nm处的光学对比度分别为81.0%和84.3%;且ECD 2在整个可见光区域内的光学对比度均高于58.3%。第三部分:制备了三种TPB及其衍生物（TPB、TPB-2CHO和TPB-4Me）,并测试了它们的基本光、电性能。利用TPB、TPB-2CHO和TPB-4Me作为活性材料,分别制备了电致变色器件ECD 3（器件结构:ITO玻璃/凝胶电解质II+TPB/ITO玻璃）、ECD 4（器件结构:ITO玻璃/凝胶电解质II+TPB-2CHO/ITO玻璃）和ECD 5（器件结构:ITO玻璃/凝胶电解质II+TPB-4Me/ITO玻璃）,研究了器件的电致变色性能。在施加应用电压的情况下,基于TPB的器件ECD 3可以在无色和橙色之间发生可逆颜色变化,基于TPB-2CHO的器件ECD 4可以在浅黄色和橙色之间发生可逆颜色变化,基于TPB-4Me的器件ECD 5可以在无色和灰绿色之间发生可逆颜色变化。ECD 3、ECD 4和ECD 5的最大光学对比度分别为89.2%（480 nm）、58.3%（500 nm）和90.3%（480 nm）。第四部分:分别制备了EV2+·2PF6﹣化合物和WO3薄膜,并测试了它们的电致变色性能。利用EV2+·2PF6﹣（或WO3）与PVTPA-CL2膜（或TPB及其衍生物）分别组装了八种双极性电致变色器件:ECD 8（器件结构:ITO玻璃/PVTPA-CL2膜/乙基紫精凝胶电解质I/ITO玻璃）、ECD 9（器件结构:ITO玻璃/PVTPA-CL2膜/凝胶电解质I/WO3膜/ITO玻璃）,ECD 10（器件结构:ITO玻璃/乙基紫精凝胶电解质II+TPB/ITO玻璃）、ECD 11（器件结构:ITO玻璃/乙基紫精凝胶电解质II+TPB-2CHO/ITO玻璃）、ECD 12（器件结构:ITO玻璃/乙基紫精凝胶电解质II+TPB-4Me/ITO玻璃）、ECD 13（器件结构:ITO玻璃/凝胶电解质II+TPB/WO3膜/ITO玻璃）、ECD 14（器件结构:ITO玻璃/凝胶电解质II+TPB-2CHO/WO3膜/ITO玻璃）、ECD 15（器件结构:ITO玻璃/凝胶电解质II+TPB-4Me/WO3膜/ITO玻璃）,研究了器件的电致变色性能。研究发现EV2+·2PF6﹣（或WO3）与PVTPA-CL2膜（或TPB及其衍生物）是颜色互补的电致变色材料;研究还发现ECD 8和ECD 9均可在无色和黑色之间发生可逆的颜色变化,且ECD 9在440-960 nm范围内的光学对比度均不低于73.2%。与基于PVTPA-CL3膜的无色到黑色电致变色器件ECD2相比,ECD 8和ECD 9均具有更低的电致变色驱动电压、更高的光学对比度、更好的电致变色循环稳定性。ECD 8和ECD 9的电致变色驱动电压分别为+1.5 V和+2.0 V。同时,研究还发现双极性电致变色器件ECD 10、ECD 11、ECD 12、ECD 13、ECD 14和ECD 15均可以在具有较高光学透过率的褪色态和黑色之间发生可逆的颜色变化;它们在700 nm处的光学对比度分别为78.6%、69.5%、87.6%、87.2%、83.0%和75.7%;且ECD 10、ECD11和ECD 12在电致变色800次后,仍能保持良好的电致变色性能。
Abstract
zai wai jia dian chang de zuo yong xia ,dian zhi bian se cai liao de guang xue shu xing （fan she lv 、xi shou lv he tou guo lv deng ）neng gou fa sheng ke ni wen ding de bian hua ,ji zai shi jiao shang biao xian wei yan se de bian hua 。you dian zhi bian se cai liao zu zhuang cheng de dian zhi bian se qi jian zai dian zhi bian se zhi neng chuang 、qi che fang xuan mu hou shi jing yi ji xian shi qi deng ling yu ju you an fan de ying yong qian jing 。san ben an yan sheng wu zai dian hua xue yang hua tiao jian xia ,rong yi shi qu dian zi xing cheng wen ding de yang li zi zi you ji bing ban you yan se bian hua 。you ci ,ji yu san ben an yan sheng wu de dian zhi bian se cai liao xi yin le yan jiu zhe de guan zhu 。ben lun wen zhong ,zuo zhe zhi bei le ji lie san ben an yan sheng wu ji ji xiang ying de ju ge wu ,li yong zhi pu （MS）、he ci gong zhen pu （NMR）he gong wai guang pu （FTIR）dui suo zhi bei mu biao wu de fen zi jie gou jin hang le biao zheng yu que ren 。mu biao wu de fen zi jie gou shi ru xia suo shi :tong guo zi wai -ke jian guang （UV-vis）guang pu yi 、dian hua xue gong zuo zhan he dian zhi bian se xun huan ce shi yi ,dui san ben an yan sheng wu ji ji xiang ying ju ge wu de ji ben guang 、dian xing neng yi ji dian zhi bian se xing neng jin hang le yan jiu 。tong shi ,jiang ju you bu tong hou du de jiao lian ju san ben an yi xi （PVTPA-CLn,n=1,2,3）（huo N,N,N’,N’-si ben ji lian ben an （TPB）ji ji yan sheng wu ）zuo wei yang ji dian zhi bian se cai liao ,yi ji zi jing (EV2+·2PF6﹣)（huo san yang hua wu （WO3））zuo wei yin ji dian zhi bian se cai liao ,zu zhuang le shuang ji xing （yang ji he yin ji ）yan se hu bu xing dian zhi bian se qi jian ,dui qi jian de dian zhi bian se xing neng jin hang le yan jiu 。fa xian PVTPA-CLnbao mo bi PVTPAbao mo ju you geng hao de dian zhi bian se xun huan wen ding xing ,zhe dui zhi bei ju you liang hao dian zhi bian se xun huan wen ding xing de cai liao he qi jian ju you yi ding de zhi dao yi yi 。hai fa xian PVTPA-CL2（huo TPBji ji yan sheng wu ）ke yi he EV2+·2PF6﹣（huo WO3）zu zhuang cheng duo chong shuang ji xing yan se hu bu xing dian zhi bian se qi jian ,ju zhe xie qi jian jun ke yi zai ju you gao guang xue tou guo lv de tui se tai he hei se zhi jian fa sheng ke ni de yan se bian hua ,ta men de zui da guang xue dui bi du jun gao yu 75.7%,zhe dui jin yi bu yan zhi ju you gao guang xue dui bi du neng gou fa sheng hei se yan se bian hua de dian zhi bian se qi jian ju you jie jian yi yi 。ben lun wen ju ti yan jiu nei rong bao gua yi xia si ge bu fen :di yi bu fen :zhi bei le liu chong san ben an yan sheng wu （TPA-CHO、TPA-E2CN、TPA-2T-CHO、TPA-2T-E2CN、TPA-2EDOT-CHOhe TPA-2EDOT-E2CN）,ce ding le ta men de ji ben guang 、dian xing neng 。tong guo dian hua xue ju ge de fang fa ,zai tou ming dao dian bo li （ITObo li ）shang zhi bei le ji yu san ben an yan sheng wu de xiang ying ju ge wu bao mo （P（TPA-2T-CHO）、P（TPA-2T-E2CN）、P（TPA-2EDOT-CHO）he P（TPA-2EDOT-E2CN））,yan jiu le ji dian zhi bian se xing neng 。fa xian ju ge wu bao mo zai shi jia ying yong dian ya de qing kuang xia ,ji neng gou fa sheng ke ni de yan se bian hua ;ju ge wu bao mo zai ke jian guang he jin gong wai ou jun ju you jiao gao de guang xue dui bi du ,ta men zai 1000 nmchu de guang xue dui bi du fen bie wei 81.8%、41.4%、65.8%he 75.6%。yu han you sai fen ji tuan de ju ge wu （P（TPA-2T-CHO）he P（TPA-2T-E2CN））xiang bi ,han you 3,4-yi cheng er yang sai fen （EDOT）ji tuan de ju ge wu （P（TPA-2EDOT-CHO）he P（TPA-2EDOT-E2CN））ju you geng di de dian zhi bian se qu dong dian ya he geng hao de dian zhi bian se xun huan wen ding xing 。P（TPA-2EDOT-CHO）he P（TPA-2EDOT-E2CN）mo de dian zhi bian se qu dong dian ya jun wei +1.5 V。di er bu fen :zhi bei le ju san ben an yi xi （PVTPA）he ju you bu tong hou du de jiao lian ju san ben an yi xi （PVTPA-CLn,n=1,2,3）bao mo ,ce ding le ta men de ji ben guang 、dian xing neng he dian zhi bian se xing neng ;bing jiang bu tong hou du de ju ge wu PVTPA-CL2he PVTPA-CL3mo zuo wei huo xing ceng fen bie zu zhuang le dian zhi bian se qi jian ECD 1（qi jian jie gou :ITObo li /PVTPA-CL2mo /ning jiao dian jie zhi I/ITObo li ）he ECD 2（qi jian jie gou :ITObo li /PVTPA-CL3mo /ning jiao dian jie zhi I/ITObo li ）,ce shi le qi jian de dian zhi bian se xing neng 。fa xian PVTPA-CLnju you bi PVTPAgeng hao de dian zhi bian se xun huan wen ding xing yi ji geng gao de guang xue dui bi du ;PVTPA-CL2ji ji dian zhi bian se qi jian ECD 1ke yi zai mo se he hui lu se zhi jian fa sheng ke ni de yan se bian hua ,PVTPA-CL3ji ji dian zhi bian se qi jian ECD 2ke yi zai mo se he hei se zhi jian fa sheng ke ni de yan se bian hua 。ECD1he ECD 2zai 750 nmchu de guang xue dui bi du fen bie wei 81.0%he 84.3%;ju ECD 2zai zheng ge ke jian guang ou yu nei de guang xue dui bi du jun gao yu 58.3%。di san bu fen :zhi bei le san chong TPBji ji yan sheng wu （TPB、TPB-2CHOhe TPB-4Me）,bing ce shi le ta men de ji ben guang 、dian xing neng 。li yong TPB、TPB-2CHOhe TPB-4Mezuo wei huo xing cai liao ,fen bie zhi bei le dian zhi bian se qi jian ECD 3（qi jian jie gou :ITObo li /ning jiao dian jie zhi II+TPB/ITObo li ）、ECD 4（qi jian jie gou :ITObo li /ning jiao dian jie zhi II+TPB-2CHO/ITObo li ）he ECD 5（qi jian jie gou :ITObo li /ning jiao dian jie zhi II+TPB-4Me/ITObo li ）,yan jiu le qi jian de dian zhi bian se xing neng 。zai shi jia ying yong dian ya de qing kuang xia ,ji yu TPBde qi jian ECD 3ke yi zai mo se he cheng se zhi jian fa sheng ke ni yan se bian hua ,ji yu TPB-2CHOde qi jian ECD 4ke yi zai jian huang se he cheng se zhi jian fa sheng ke ni yan se bian hua ,ji yu TPB-4Mede qi jian ECD 5ke yi zai mo se he hui lu se zhi jian fa sheng ke ni yan se bian hua 。ECD 3、ECD 4he ECD 5de zui da guang xue dui bi du fen bie wei 89.2%（480 nm）、58.3%（500 nm）he 90.3%（480 nm）。di si bu fen :fen bie zhi bei le EV2+·2PF6﹣hua ge wu he WO3bao mo ,bing ce shi le ta men de dian zhi bian se xing neng 。li yong EV2+·2PF6﹣（huo WO3）yu PVTPA-CL2mo （huo TPBji ji yan sheng wu ）fen bie zu zhuang le ba chong shuang ji xing dian zhi bian se qi jian :ECD 8（qi jian jie gou :ITObo li /PVTPA-CL2mo /yi ji zi jing ning jiao dian jie zhi I/ITObo li ）、ECD 9（qi jian jie gou :ITObo li /PVTPA-CL2mo /ning jiao dian jie zhi I/WO3mo /ITObo li ）,ECD 10（qi jian jie gou :ITObo li /yi ji zi jing ning jiao dian jie zhi II+TPB/ITObo li ）、ECD 11（qi jian jie gou :ITObo li /yi ji zi jing ning jiao dian jie zhi II+TPB-2CHO/ITObo li ）、ECD 12（qi jian jie gou :ITObo li /yi ji zi jing ning jiao dian jie zhi II+TPB-4Me/ITObo li ）、ECD 13（qi jian jie gou :ITObo li /ning jiao dian jie zhi II+TPB/WO3mo /ITObo li ）、ECD 14（qi jian jie gou :ITObo li /ning jiao dian jie zhi II+TPB-2CHO/WO3mo /ITObo li ）、ECD 15（qi jian jie gou :ITObo li /ning jiao dian jie zhi II+TPB-4Me/WO3mo /ITObo li ）,yan jiu le qi jian de dian zhi bian se xing neng 。yan jiu fa xian EV2+·2PF6﹣（huo WO3）yu PVTPA-CL2mo （huo TPBji ji yan sheng wu ）shi yan se hu bu de dian zhi bian se cai liao ;yan jiu hai fa xian ECD 8he ECD 9jun ke zai mo se he hei se zhi jian fa sheng ke ni de yan se bian hua ,ju ECD 9zai 440-960 nmfan wei nei de guang xue dui bi du jun bu di yu 73.2%。yu ji yu PVTPA-CL3mo de mo se dao hei se dian zhi bian se qi jian ECD2xiang bi ,ECD 8he ECD 9jun ju you geng di de dian zhi bian se qu dong dian ya 、geng gao de guang xue dui bi du 、geng hao de dian zhi bian se xun huan wen ding xing 。ECD 8he ECD 9de dian zhi bian se qu dong dian ya fen bie wei +1.5 Vhe +2.0 V。tong shi ,yan jiu hai fa xian shuang ji xing dian zhi bian se qi jian ECD 10、ECD 11、ECD 12、ECD 13、ECD 14he ECD 15jun ke yi zai ju you jiao gao guang xue tou guo lv de tui se tai he hei se zhi jian fa sheng ke ni de yan se bian hua ;ta men zai 700 nmchu de guang xue dui bi du fen bie wei 78.6%、69.5%、87.6%、87.2%、83.0%he 75.7%;ju ECD 10、ECD11he ECD 12zai dian zhi bian se 800ci hou ,reng neng bao chi liang hao de dian zhi bian se xing neng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自华南理工大学的曾金明，发表于刊物华南理工大学2019-10-23论文，是一篇关于三苯胺衍生物论文,交联聚三苯胺乙烯论文,电致变色器件论文,光学对比度论文,循环稳定性论文,华南理工大学2019-10-23论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自华南理工大学2019-10-23论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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