含芴-三芳胺有机大分子电解质的合成与电致变色-发光电化学池性能研究

Fluorene and triarylamine derivative monomers are synthesized, and then organic polyelectrolytes containing fluorene-triarylamine moieties are prepared by Suzuki coupling. Due to a large number of ionic salts presenting in macromolecular chain, the organic polyelectrolytes are very beneficial for ion transport under electric field. Triarylamine and fluorene structural units contained in the organic polyelectrolyte are typical of the active groups of electrochromism and light-emitting electrochemical cells. Here, we propose the concept of electrochromic-light-emitting electrochemical cell, that is, by designing organic molecules and constructing device structures, the device has both electrochromic and light-emitting electrochemical cell performance. Through the study of the performance of the device, we explore the influence of the molecular structures of these organic polyelectroltes and the device structures on the electrochromic-light-emitting coordination and stability.

设计合成芴和三芳胺衍生物单体，然后通过 Suzuki 偶合反应合成系列含芴-三芳胺有机大分子电解质。有机大分子电解质中大量离子的存在，有利于在电场中离子的输运。大分子电解质中含有三芳胺和芴结构单元，它们分别是典型的电致变色和发光电化学池的活性基团。这里，我们提出电致变色-发光电化学池概念，即通过有机大分子电解质的分子设计和器件结构的构建，使器件同时具有电致变色和电化学池发光的性能。通过对器件性能的研究，探索这些有机大分子电解质的分子结构和器件结构对变色-发光的协调性和稳定性的影响规律。

通过设计并合成主链或侧基含有醚键、季铵盐等的聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚等聚合物；合成了具有芴和三芳胺衍生物的吡啶结构（可用于电致变色并增加水溶性）单体，并通过聚合反应合成系列含芴和/或三芳胺结构单元的共轭导电聚合物或有机大分子电解质。研究了可溶性聚合物的合成路线和电致变色及发光性能，结构对能带、变色电压、变色范围、发光和记忆性能的调控机制。.通过对聚合物分子的设计和器件结构的构建，获得了性能良好的多功能器件，即一个器件同时具有电致变色、发光和/或记忆存储的性能；探索了器件结构对变色、发光、记忆效应的协调性和稳定性的影响规律。.结果表明，所合成的系列新型聚合物制成的器件不但展现出良好的变色效应，如变色可逆性好，变色效率高，响应时间短（最短仅1.0 s），颜色从无色变到明显的蓝色、绿色等；同时具有稳定的WORM型或FLASH型的记忆存储效应，其开关比（ON/OFF）比可达到103以上。将多种性能结合起来得到的高功能或多功能材料，有助于分子设计、离子掺杂、器件结构等问题上的深入研究。.这项工作不但对变色、发光、记忆存储等效应的原理和规律性有了更深的认识，更是对无论以变色为主或以记忆为主的器件具有重要的应用价值。