水溶性N-型聚合物的合成及其光、电性能研究

The monomer comprised of Azine and phenylene was synthesized by Regioselective Suzuki coupling and its homopolymers and copolymers with the π-electron-excessive rings such as diethynyl-thiophene would be synthesized by using Ni(cod) and Pd(0) as a metal complex catalyst. There should be nearly 20 new synthesized conjugated polymers. The basic properties such as structure and optical properties of these polymers would be elucidated by FT-IR, 1H NMR and 13C NMR,fluorescence spectroscopy, gel permeation chromatography, thermal analysis and element analysis. Electrochemical behavior of these new polymers would be investigated by testing their cyclic voltammetry, chronopotentiometry and conductivity. Electrochoromism, electroluminescence,acidochromism and photoelectric effect of these polymers should be also studied. The effect of the different substituted functional groups on alternating copolymers or copolymerizing units on electrode behavior of pyrimidine ring should be analyzed and appraised roundly in order to provide scientific evidence for performational modification and developing of the application domain of polymeric Negative electrode materials。

利用Ni(cod)和 Pd(0)等金属配合物作为催化剂，采用择向Suzuki 偶联反应合成以吖嗪（氮苯）环和苯环为基本单元的单体并以此类单体和富电子噻吩环为聚合单元拟合成近20 种新型吖嗪（氮苯）衍生共轭聚合物。通过红外光谱，核磁共振，元素分析，紫外可见光谱，荧光光谱对所得聚合物的成分，结构和光谱特性等基本性能进行表征。与此同时，通过测试所得聚合物的循环伏安，电极充放电特性，导电性能等电化学性能和电致变色，电致发光、酸致变色以及光-电效应等特性，综合分析和评价所得交替共聚物的各项性能，研究缺电子类聚合物材料的性能与结构之间的关系。为应用与开发聚合物负极材料方面提供重要数据。

使用金属配合物催化方法共制备了近20种含有吖嗪环的新型水溶性共轭聚合物。观察了不同芳香环与吖嗪单元之间的相互作用，探讨了各芳香环与嘧啶环共聚后，对聚合物光、电性能能的影响，从实践角度探讨并总结出对嘧啶类聚合物性能优化的因素。为了对水溶性和有机溶解性好的吖嗪类共聚物进行了系统地应用研究，首先对有机溶解性好的吖嗪类聚合物进行了在碳纳米管的分离和纯化，燃料电池催化剂的制备，超声波变色等方面开展了初步研究。在此基础上正在开展水溶性聚合物在碳纳米管分离（半导体性和金属性）和超声波变色中的应用研究。新合成的水溶性吖嗪类聚合物在50：50的水和THF溶液中完全溶解并通过无机盐可以盐析，重新收回。新合成的含芴聚嘧啶可以跟Pd，Cu等离子形成聚配合物，通过酸化可以收回原来的聚合物。可以在水溶液里测试重金属的浓度。在吖嗪类聚合物氯仿溶液存在超声波变色现象。在超声波条件下4到32秒内发生明显的颜色变化。紫外-可见光谱和应光谱均发生有规律变化。在含吖嗪聚合物中，发现三种2-氨基嘧啶类聚合物具有超声波变色。吖嗪类聚合物中2-氨基嘧啶聚合物能与单壁碳纳米管形成复合物并能均匀分散在THF溶液中，根据离心速度不同，可以把尺寸大小不同的碳纳米管分类，并通过酸化处理进一步把复合物中的2-氨基嘧啶聚合物和碳纳米管分开，得到尺寸不同的单壁碳纳米管。吖嗪类聚合物中的吖嗪环上的N原子能与Pt形成络合物，因此利用碳纳米管/嘧啶聚合物制备了燃料电池催化剂并进行了性测试。