巰基化P3HT的合成及其與Bi2S3復(fù)合材料的研究.pdf

1、聚噻吩及其衍生物禁帶寬度低，電荷遷移率高，是性能較好的制備光伏電池的導(dǎo)電聚合物。但是，由于P3HT與無機(jī)半導(dǎo)體材料摻雜構(gòu)成的復(fù)合材料中，由于有機(jī)物與無機(jī)物界面作用方式不同，因此對(duì)復(fù)合材料光電性能的提高有影響，所以，制備出一種聚合物與無機(jī)物化學(xué)鍵連接的復(fù)合材料成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)。本文以此為研究的出發(fā)點(diǎn)，制備了巰基化的P3HT，并在此基礎(chǔ)上制備了Bi2S3/巰基化P3HT復(fù)合材料。
　　 本論文的主要工作主要分為以下兩個(gè)方面:

2、r>　　 一、制備巰基化P3HT衍生物。以3-溴噻吩、正丁基鋰、1，6-二溴己烷為原料，合成了3-(6-溴己基)噻吩單體，通過FTIR和1H-NMR分析表明6-溴己基已經(jīng)引入到噻吩環(huán)上;進(jìn)而以3-(6-溴己基)噻吩為原料在冰醋酸和NBS的作用下，合成了2，5-二溴-3-（6-溴己基）噻吩單體，通過1H-NMR分析證明得到了三取代的噻吩;再利用GRIM法以(Ni(dppp)Cl2)為催化劑，制備支鏈末端帶有溴均聚的P3HT(即:聚(3-

3、(6-溴己基)噻吩）），通過1H-NMR、GPC、UV-Vis、PL分析，證明得到了聚合物;然后通過硫代乙酸鉀的作用生成聚(3-己基硫代乙酸酯)噻吩，F(xiàn)TIR中1690cm-1處出現(xiàn)側(cè)鏈羰基的伸縮振動(dòng)吸收峰，695cm-1處出現(xiàn)側(cè)鏈-H2C-S-的伸縮振動(dòng)吸收峰，621cm-1處出現(xiàn)側(cè)鏈O=C-S-的伸縮振動(dòng)吸收峰，而562cm-1處側(cè)鏈C-Br的伸縮振動(dòng)吸收峰消失，這說明硫代乙酸鉀和側(cè)鏈上的溴反應(yīng)，生成了硫代乙酸酯，成功在側(cè)鏈上引入了

4、硫代乙酸酯基;再利用氫化鋁鋰的還原作用，將聚(3-己基硫代乙酸酯)噻吩還原成聚（3-（6-巰基己基）噻吩），即得到巰基化P3HT，1690cm-1處側(cè)鏈羰基的伸縮振動(dòng)吸收峰消失，621cm-1處側(cè)鏈O=C-S-的伸縮振動(dòng)吸收峰消失，這說明硫代乙酸酯基被氫化鋁鋰還原了。通過FTIR、1H-NMR、GPC、UV-Vis、PL以及CV對(duì)中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和光電性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明所合成聚合物與目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)一致。聚合物的數(shù)均分子量為

5、5621，多分散系數(shù)為1.39，在氯仿溶液中最大吸收波長(zhǎng)在408nm，最大發(fā)射波長(zhǎng)在545nm，電化學(xué)能隙為1.81eV。
　　 二、首先以硝酸鉍為鉍源、硫脲為硫源，以小分子有機(jī)物、羧基化PPV為模板，利用水熱反應(yīng)法制備Bi2S3，通過XRD、SEM測(cè)試，證明在巰基或羧基的作用下Bi2S3不會(huì)出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象，然后以巰基化P3HT為模板，利用水熱反應(yīng)法制備了Bi2S3/巰基化P3HT復(fù)合材料，通過XRD、EDS、SEM和紫外-