電解重合による導電性高分子膜の作成と高効率太陽電池材料の開発

电解聚合制备导电聚合物薄膜及开发高效太阳能电池材料

基本信息

批准号：
00J05697
负责人：
石崎貴裕
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J05697/
关键词：
Polyaniline IR UU 振動解析

项目摘要

Polyanilineは現在多くの応用が試みられており、その例としてEL素子、二次電池、防食、センサなどがあり、これらのことを実現するためには物性を調べる必要があり、電子構造に関する知見が不可欠である。そこで、本研究では実験及び計算化学的手法の2つの方法を用いた。実験では、(1)赤外吸光分析により各polyanilineの構造の違いを調べ、(2)紫外可視吸光分析により遷移状態を決定した。また計算からは(3)調和振動解析及び励起計算を行い実験値との比較を行い計算モデルの妥当性を検討することを目的とした。IRの結果からLEB、EB、PBと酸化が進むにつれキノイド環の伸縮振動のピークが増大する一方ベンゼン環及びC-Hの伸縮振動が減少したごとからベンゼノイド型からキノイド型へと構造が遷移していくことが確認された。また振動解析の結果においては実験値とピークの強度比及び各振動の順序が一致していることから概ね良好な記述が出来ることが確認された。UV測定は、誘電率の異なる二つの溶媒を用いた場合、高い方の誘電率の溶媒に対してはブルーシフトを示し、もう一方はレッドシフトを示した。このことから右側のピークはn-π*遷移であり左側のピークはπ-π*遷移であることが確認された。一方励起計算の結果からは最低励起一重項はHOMOからLUMOへの遷移が77%、HOMO-3からLUMOへの遷移が23%であることからHOMOからLUMOへの遷移が支配的であり、これは実験結果のn-π*遷移であることと一致する。またその励起エネルギーは実験結果では597nmであり励起計算では574nmであることからpolyaniline tetramaer modelが実験結果を精度よく再現しうることが確認された。

目前聚苯胺的许多应用正在尝试，例如电致发光器件、二次电池、防腐和传感器。因此，在本研究中，我们使用了两种方法：实验化学方法和计算化学方法。实验中，（1）通过红外吸收分析研究了每种聚苯胺的结构差异，（2）通过紫外-可见吸收分析确定了过渡态。另外，从计算上，进行了（3）简谐振动分析和励磁计算，目的是与实验值进行比较，检验计算模型的有效性。红外光谱结果表明，随着氧化从LEB到EB再到PB，醌环伸缩振动峰值增大，而苯环和C-H伸缩振动峰值减小，导致结构从苯型向苯环型转变。证实了醌型。另外，在振动分析的结果中，确认了实验值与峰值强度比以及各振动的次数相匹配，因此确认可以进行大致良好的描述。当使用两种具有不同介电常数的溶剂时，紫外测量显示介电常数较高的溶剂出现蓝移，而另一种溶剂则出现红移。由此确认右侧的峰为n-π * 跃迁，左侧的峰为π-π * 跃迁。另一方面，从激发计算的结果来看，从HOMO到LUMO的跃迁占最低激发单线态的77%，从HOMO-3到LUMO的跃迁占23%，表明从HOMO到LUMO的跃迁与实验结果一致，是n-π*跃迁。此外，实验结果中的激发能量为597 nm，激发计算中的激发能量为574 nm，证实聚苯胺tetramaer模型可以准确地再现实验结果。