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题目:共轭聚电解质的合成及其在一维TiO2纳米材料制备中的应用

关键词:共轭聚电解质;合成;水热反应;二氧化钛纳米线

  摘要

共轭聚电解质(CPE)兼有共轭高分子和聚电解质的双重性质,由于其分子在溶液中呈特殊的形态,具有高的荧光量子效率、对荧光淬灭剂特殊的敏感性、可以吸附在其它物质表面作表面修饰并能够进行层层(LbL)自组装以制备薄膜的性质,在近年来受到极大关注。由于具有较高的电子亲和势、电致发光效率以及较高的抗水和抗氧化性能而作为有机发光材料的共轭聚合物PPE(聚苯撑乙炔),其电解质就是一种典型的共轭聚电解质,在许多领域具有广阔的应用前景。同时纳米结构的TiO2广泛应用于太阳能电池、光催化反应以及传感器等领域,而一维TiO2纳米结构如纳米线(nanowire)、纳米纤维(nanofibre)和纳米管(nanotube),更表现出特殊性质,其研究显得尤为重要。本研究从对苯二酚出发,经过两步反应合成了中间体化合物2,5-二(3-磺酸钠丙氧基)-1,4-二溴苯,再在Pd催化剂作用下,使2,5-二(3-磺酸钠丙氧基)-1,4-二溴苯与对二炔苯发生Sonogashira偶合反应,合成了共轭聚电解质聚[2,5-二(3-磺酸钠丙氧基)-1,4-亚苯基亚乙炔基 1,4-亚苯基亚乙炔基](PPE-SO3-),讨论了反应路线与反应条件的选择对聚合物合成的影响。通过测量其在DMSO溶液中的粘度,研究了其溶液行为。合成的PPE-SO3-主链具有刚性棒状结构,侧链带有离子基团,可以诱导TiO2纳米线的生成。以Ti(SO4)2为前驱体,在水热反应中加入PPE-SO3-,得到了直径10-15 nm,长数百纳米的TiO2纳米线。通过透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)研究了所得TiO2纳米材料的形貌和结构。