苯胺齐聚体桥联三联吡啶-过渡金属基配位聚合物薄膜的近红外电致变色效应研究

Based on the consideration of function combination of the inorganic and organic materials, aniline oligomers will be covalently incorporated in the terpyridine ligands as the modified groups and/or spacers, and the coordination metallopolymer films will be synthesized by the electrochemical polymerization and the metal ion induced self-assembly methods. Their near-IR electrochromic effects will be probed and the relationship between the molecular chemical/electronic structure and the near-IR electrochromic property will be established. The development of the coordination metallopolymers prepared from the terpyridine transition metal complexes will expand the scope of the near-IR electrochromic materials, and the formation of the expected study results with international specialties will provide the solid basis for the theoretical research and practical application of the electrochromic materials.

基于材料功能复合化的思想，设计合成苯胺齐聚体修饰和桥联的三联吡啶配体，通过与过渡金属离子匹配，采用原位电化学聚合和金属离子诱导自组装的方法制备金属基配位聚合物薄膜，研究其近红外电致变色效应和机制，建立苯胺齐聚体-三联吡啶-过渡金属基配位聚合物构效关系模型，形成具有国际特色的研究成果，为拓宽三联吡啶过渡金属基配位聚合物电色材料的理论和应用研究提供实验支持。

本项目以研发新型近红外电致变色材料为研究目标，分别采用两种合成策略，即一是由芳胺类电活性基团修饰的多联吡啶-过渡金属配合物单体经原位电化学聚合的方法，二是由苯封苯胺齐聚体桥联双三联吡啶配体经过渡金属离子诱导自组装的方法，获得了两个系列的过渡金属基配位聚合物薄膜或粉体材料。通过材料的光谱电化学行为研究，遴选出了两类具有显著近红外电致变色效应的新型无机-有机杂化材料，其中：基于三芳胺修饰苯基二联吡啶-铂(II)配合物的金属基配位聚合物薄膜材料，具有聚合效率高、光谱覆盖面宽、光学对比度大、可逆性好等特点，显示了其在光通讯领域应用的潜在可能性；基于苯封苯胺四聚体桥联双三联吡啶-过渡金属基超分子配位聚电解质粉体材料，具有良好的可溶剂处理和低电压调控等特性，显示了其在大尺寸固态电色器件中应用的潜力。同时，通过对不同材料光学、电化学以及材料合成过程中热力学和动力学性质的研究，阐明了其近红外电致变色的机理，建立了苯胺齐聚体桥联多联吡啶-过渡金属配位聚合物的构效关系模型。另外，结合两种材料的属性，着重开展了电致变色器件的结构设计、制作和性能优化工作，拓展开展了相关无机-有机杂化或纳米复合材料在化学/生物传感、二阶非线性光学、光电催化、药物靶向输送等领域的应用基础研究。本项目的研究不仅扩充了近红外电致变色材料体系，而且可为其它导电聚合物-过渡金属配合物杂化体系的研究和应用提供研究思路和实验支持。