Macromolecules:通过化学/电致变色原位顺序溶液聚合沉积未取代的聚噻吩薄膜
痴迷文献 痴迷文献 2020-05-24

由于具有良好的导电性,环境稳定性,非线性光学特性等,未取代的聚噻吩(PTh)是最重要的π共轭聚合物之一。已经开发了几种从噻吩单体制备聚合物薄膜的方法,包括溶液中的化学氧化,电化学氧化和氧化性化学气相沉积。当前,最普遍的聚合Th的方法是电化学氧化聚合,其通过调节施加的电势容易控制聚合度而受到青睐。但是,由于噻吩(Th)环中的惰性硫元素,未取代的Th单体具有较高的氧化电势。同时,电化学氧化中使用的高电势可能导致过氧化和沉积的PTh膜降解。一种避免过度氧化的解决方案是在电解质中使用溶剂化的路易斯酸BF 3-乙醚(BFEE)。然而,在电化学沉积中总是需要导电基底。因此,在绝缘基板,尤其是柔性塑料基板上批量生产PTh膜仍然是一个挑战,并限制了PTh膜在光电器件和传感器中的广泛应用。

有鉴于此,重庆大学孙宽教授报道了一种工业兼容的方法,即顺序溶液聚合(SSP),用于聚(3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)薄膜的原位聚合。通过依次沉积氧化剂和单体的溶液,单体可以立即在各种基材上聚合成薄膜。即使SSP方法在PEDOT聚合中效果很好,也无法直接复制该方法以聚合PTh,即可能由于Th的高氧化电位而无法引发反应。为了解决这个问题,进一步改进了SSP方法,以便在刚性玻璃或柔性聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基板上大面积合成PTh膜。

文章要点

1FTIR光谱和拉曼光谱表明,在SSP PTH的噻吩单元主要由连接的Cα -Cα偶合而无过氧化作用,在固态下提供紧密的分子间π-π堆积。

2PTh膜在掺杂/中性状态时会显示蓝色/红色,可以通过化学或电化学方式对其进行处理,因此在可逆化学变色,电致变色或传感器应用中具有很大的潜力。

Rui Chen, et al, Unsubstituted Polythiophene Film Deposited via In-Situ Sequential Solution Polymerization for Chemo-/Electrochromism, Macromolecules, 2020

DOI:10.1021/acs.macromol.0c00297

https://doi.org/10.1021/acs.macromol.0c00297


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