共軛梯狀聚合物是一類特殊的大分子,其特點(diǎn)是沿著π-共軛主鏈有多股共價(jià)鍵。這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是主鏈上有一系列不間斷的π-共軛環(huán),相鄰環(huán)至少共享兩個(gè)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(wěn)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(jié)構(gòu)還可以在電子性能方面提供優(yōu)勢(shì),因?yàn)橹麈湹膭傂越档土穗姾蓚鬏斶^(guò)程中的重組能,而共面性促進(jìn)了電子云的離域化。梯狀結(jié)構(gòu)所提供的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)也可以用來(lái)增強(qiáng)導(dǎo)電高分子,例如聚苯胺衍生物的穩(wěn)定性和設(shè)備性能。
寡聚苯胺和聚苯胺在各種應(yīng)用中被廣泛使用,例如用于商業(yè)產(chǎn)品的防靜電涂層和防腐蝕涂層,因?yàn)槠渚哂醒趸原活性、摻雜后高導(dǎo)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(jí)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(dāng)聚苯胺與酸摻雜,形成的導(dǎo)電態(tài)穩(wěn)定性有限。這種不穩(wěn)定性影響了基于聚苯胺的器件的長(zhǎng)期性能,特別是涉及電致變色或能量存儲(chǔ)等氧化還原過(guò)程的器件。
圖 1. (a) 先前報(bào)道的階梯聚合物f-LPANI和小分子TolMSQ的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)式。
圖 4. (a) 超級(jí)電容器測(cè)量的設(shè)置。(b) 聚苯胺和P1a在1.7 V范圍內(nèi)的三電極循環(huán)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(nèi)的循環(huán)次數(shù)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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