德州A&M大學方磊團隊《Mater. Horiz.》: 受聚苯胺啟發的導電梯狀聚合物的合成和其出色的操作耐久性
2023-07-25 來源:高分子科技
共軛梯狀聚合物是一類特殊的大分子,其特點是沿著π-共軛主鏈有多股共價鍵。這種獨特的結構特點是主鏈上有一系列不間斷的π-共軛環,相鄰環至少共享兩個共同的原子。這種共軛主鏈通常賦予共軛梯狀聚合物出色的穩定性,即使在極端條件下和在工作裝置中亦是如此。此外,梯狀結構還可以在電子性能方面提供優勢,因為主鏈的剛性降低了電荷傳輸過程中的重組能,而共面性促進了電子云的離域化。梯狀結構所提供的獨特優勢也可以用來增強導電高分子,例如聚苯胺衍生物的穩定性和設備性能。
寡聚苯胺和聚苯胺在各種應用中被廣泛使用,例如用于商業產品的防靜電涂層和防腐蝕涂層,因為其具有氧化還原活性、摻雜后高導電性、成本低廉且易于合成。此外,聚苯胺還顯示出作為電池、超級電容器、電致變色器件和傳感器等活性材料的巨大潛力。然而,當聚苯胺與酸摻雜,形成的導電態穩定性有限。這種不穩定性影響了基于聚苯胺的器件的長期性能,特別是涉及電致變色或能量存儲等氧化還原過程的器件。
圖 1. (a) 先前報道的階梯聚合物f-LPANI和小分子TolMSQ的結構式。(b)本研究中所研究的階梯聚合物P1a和P1b,以及小分子模型化合物1a、1b和1c的結構式。
圖 4. (a) 超級電容器測量的設置。(b) 聚苯胺和P1a在1.7 V范圍內的三電極循環伏安(CV)曲線。(c) 兩電極聚苯胺和P1a器件在0.2 ~ 2V和0.2 ~ 2.2V范圍內的循環次數與容量的圖譜。
原文鏈接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/mh/d3mh00883e/unauth
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(責任編輯:xu)
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