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(jié)構(gòu)特點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,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(jié)構(gòu)所提供的獨特優(yōu)勢也可以用來增強導(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,因為其具有氧化還原活性、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(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(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) 超級電容器測量的設(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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