硒吩-EDOT类共聚物热电新材料的制备及性能

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项目介绍
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基本信息

  • 批准号:
    51303073
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0309.光电磁功能有机高分子材料
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Development of novel conducting polymer thermoelectric materials is very significant from both theoretical and practical aspects, and most recently it has aroused widespread concern in the international range. Polyselenophene and its derivatives have numerous advantages compared with other conducting polymers, such as lower band gap, higher carrier mobility, lower oxidation potentials, etc., and hold promise for applications in thermoelectric field. Despite these advantages, very little research about the thermoelectric performances of polyselenophenes has been reported. Therefore, the design and synthesis of novel polyselenophenes with improved properties suffice for applications are very necessary and significant, and apparently also a considerable challenge. In this project, in order to improve the properties of polyselenophenes, novel selenophenes-EDOT copolymers will be prepared by electrochemical polymerization of a series of polymerizable precursors, which are firstly designed and synthesized from some selenophenes containing electron-donating groups (alkyl and alkoxy, etc.) and 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT). Then the properties of the resulting copolymer materials, such as structural information, spectroscopic properties, thermoelectric properties, electrical conductivity, will be investigated in detail. Further, those selenophenes-EDOT copolymers with better properties will be chosen to fabricate thermoelectric devices, whose performances will be improved by optimizing preparing technology and working conditions. Finally, the structure-property relationship of these selenophenes-EDOT copolymer materials will be summarized and explored to provide theory instruction and technique basis for future research.
开发导电聚合物热电新材料具有重要的理论和现实意义,近年来引起了国际范围内的广泛关注。聚硒吩类导电高分子具有带宽低、迁移率高等诸多优点,在热电领域展现出良好的应用前景,且其各项性能仍有较大的提升空间,然而当前未能引起重视。本项目在申请人前期成功合成部分硒吩衍生物的基础上,设计制备硒吩及其衍生物与3,4-二氧乙撑噻吩(EDOT)的共聚物新材料,以期实现聚硒吩类材料与明星高分子聚(3,4-二氧乙撑噻吩)(PEDOT)两者之间热电性能的优势互补;对所获共聚物进行系统的结构表征和性能测试;基于热电转换技术应用,筛选性能较好的硒吩-EDOT类共聚物材料,开展热电器件制作、工艺优化及性能评估;同时总结实验研究,探讨硒吩-EDOT类共聚物结构组成及序列排布与材料性能之间的关系,为后续研究提供一定的理论指导与技术基础。

结项摘要

开发导电聚合物热电新材料具有重要的理论和现实意义,近年来引起了国际范围内的广泛关注。聚硒吩类导电高分子具有带宽低、迁移率高等诸多优点,在热电领域展现出良好的应用前景,且其各项性能仍有较大的提升空间,然而当前未能引起重视。本项目先后合成了3-甲基硒吩、α连硒吩、3,4-二甲基硒吩、3,4-二甲氧基硒吩、EDOS及其衍生物/类似物等50余种单体化合物,并设计合成了系列硒吩、3-甲基硒吩、α连硒吩等与3,4-二氧乙撑噻吩(EDOT)等结构的共聚前驱体10余种,建立了硒吩类、EDOTs类化合物及硒吩-EDOT类前驱体的合成方法;研究了所有化合物的电化学聚合行为,优化了聚合物制备条件,获得了电合成聚硒吩、PEDOTs及共聚物材料的优化条件及工艺。系统表征了聚合物的结构及各项性能,探讨总结了取代基、共聚物结构、组成及序列排布等因素对材料电子性质、氧化还原过程及活性、稳定性及热电等各项性能的影响规律。筛选出了性能较稳定的共聚物材料,初步探讨并研制了基于此类材料的热电转换器件,并开展了器件的制备工艺优化。与此同时,系统研究了所获聚合物材料的部分新性能,如电致变色、电容性能、传感性能等,获得了一些有趣的结果,并进行了相关报道。共计发表在Polym Chem、ACS Appl Mater & Interfaces、Langmuir、PhysChemChemPhys、Electrochim Acta、J Polym Sci Polym Chem/Phys、New J Chem、RSC Adv等学术期刊上发表SCI论文40余篇(影响因子3.0以上25篇,封面论文8篇),申请发明专利3项,培养研究生8名,参加国际学术会议4次、国内学术会议3次。研究成果获江西省自然科学三等奖1项。

项目成果

期刊论文数量(40)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Poly(mono-, bi- or trifuran): effect of oligomer chain length on the electropolymerization performances and polymer properties
聚(单、双或三呋喃):低聚物链长对电聚合性能和聚合物性能的影响
  • DOI:
    10.1039/c4ra00437j
  • 发表时间:
    2014-03
  • 期刊:
    Rsc Advances
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Lu, Baoyang;Xu, Jingkun;Zhang, Shimin;Li, Yuzhen
  • 通讯作者:
    Li, Yuzhen
Molecular design of DBT/DBF hybrid thiophenes pi-conjugated systems and comparative study of their electropolymerization and optoelectronic properties: from comonomers to electrochromic polymers
DBT/DBF杂化噻吩π共轭体系的分子设计及其电聚合和光电性能的比较研究:从共聚单体到电致变色聚合物
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Polymer Chemistry
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Zhen, Shijie;Zhao, Yao;Lu, Baoyang;Xu, Jingkun
  • 通讯作者:
    Xu, Jingkun
Dibenzothiophene-thiophene hybrid electrochromic polymer: effect of media on electrosynthesis and optical properties
二苯并噻吩-噻吩杂化电致变色聚合物:介质对电合成和光学性能的影响
  • DOI:
    10.1007/s10008-016-3142-6
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Journal of Solid State Electrochemistry
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Lin Kaiwen;Ming Shouli;Zhen Shijie;Liu Hongtao;Chen Shuai;Zhao Yao;Gu Hua;Xu Jingkun;Lu Baoyang
  • 通讯作者:
    Lu Baoyang
Tuning the optoelectronic properties of polyfuran by design of furan-EDOT monomers and free-standing films with enhanced redox stability and electrochromic performances
通过设计具有增强氧化还原稳定性和电致变色性能的呋喃-EDOT单体和独立薄膜来调节聚呋喃的光电性能
  • DOI:
    10.1016/j.electacta.2014.09.034
  • 发表时间:
    2014-11
  • 期刊:
    Electrochimica Acta
  • 影响因子:
    6.6
  • 作者:
    Lu, Baoyang;Zhang, Shimin;Zhao, Li;Li, Jie
  • 通讯作者:
    Li, Jie
聚硒吩类导电高分子的合成、性能及应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    江西科技师范大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卢宝阳;陈帅;徐景坤
  • 通讯作者:
    徐景坤

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其他文献

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PEDOT类高强度导电聚合物水凝胶的设计合成及电致变色器件
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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