[发明专利]齐聚噻吩衍生物电致变色材料及其制备方法

说明书

本发明公开了齐聚噻吩衍生物电致变色材料及其制备方法；齐聚噻吩衍生物电致变色材料具有如下的分子结构：n＝1‑3，m＝5‑18。本发明分别以噻吩齐聚物三噻吩、六噻吩、九噻吩为原料，通过Vilsmeier‑Haack反应在上述三种齐聚噻吩的末端引入两个醛基；氰基乙酸先经过酯化，再与烷基胺反应生成2‑氰基乙酰烷基胺；将上述二步反应的产物通过Knoevenagel缩合得到目标产物。本发明所制备的齐聚噻吩衍生物可以形成凝胶，用凝胶作为电致变色材料所制备的器件，不需要成膜的工艺，而且还可能解决由于使用液体电解质而容易使器件发生漏夜的问题。

技术领域

本发明涉及光电材料的技术领域，具体涉及一种齐聚三噻吩衍生物作为电致变色材料及其制备方法。

背景技术

自1977年日本科学家白川英树、美国科学家A.J.Heeger、A.G.MacDirmid通过掺杂的方法使得聚乙烯导电，彻底打破了有机材料只能当作绝缘材料的传统观点，使得有机导电材料成为一个新兴的研究领域。因而，衍生出了各种具有光电性能的材料。电致变色是指材料的光学属性(透过率、吸收率等)在外加电场的作用下通过电荷的注入或抽出，而发生稳定的、可逆变化的现象。

Garnier，Druy和Seymour等人(BeaujugePM，Reynolds J R.Color Control inπ-Congjugated Organic Polymers for Use in Electrochromic Devices[J].ChemicalReviews.2010,110(1):268-320；Garnier F,Tourillon G.organic conducting polymersderived from substituted thiophenes as electrochromic material[J].J.Electroanal.Chem.1983,148(2):299-303.)制备了聚噻吩及其衍生物，并对聚噻吩、聚-(3，4-二甲基)噻吩、聚-(3-甲基)噻吩和聚-(2，2’)二噻吩的电致变色性能进行了测试。制备液态电致变色器件的结构为:ITO玻璃/电致变色材料/电解液/ITO玻璃。具体的器件制备方式如下：通过旋涂成膜的方法分别将所制备的聚噻吩及其衍生物在ITO玻璃上成膜，此ITO玻璃为一电极，另一片ITO玻璃为另一电极，通过密封胶将两片ITO玻璃粘合，其中间空隙约0.5mm，再将电解液注入在两片ITO玻璃的空隙中。按照以上文献所制备的电致变色器件有两个特点：一是电致变色材料必须成膜，二是器件中存在液态部分。但这样带来的问题有两个，一是材料必须成膜。这无疑增加了制备器件的难度以及成本，二是若器件封装的不够好或者使用过程造成密封胶损伤都会带来漏夜的风险，影响器件的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供了新的可作为电致变色材料的齐聚噻吩衍生物；本发明所设计的齐聚噻吩衍生物分子结构包含噻吩结构单元，共轭性好，其末端带有酰胺基，易产生分子之间的相互作用；同时本发明所制备的齐聚噻吩衍生物可以形成凝胶，用凝胶作为电致变色材料所制备的器件，不需要成膜的工艺，而且还可能解决由于使用液体电解质而容易使器件发生漏夜的问题。

本发明的另一目的还在于提供可作为电致变色材料的齐聚噻吩衍生物的制备方法。

共轭有机分子具有独特的单双键间隔排列的结构。通过对其分子结构的修饰，可以调控其能带结构，从而改变其光吸收特征。噻吩是五元环结构，符合休克儿规则。其在掺杂与脱掺杂过程中表现出良好的环境稳定性和热稳定性及结构的多样性。本发明所设计的分子结构包含噻吩结构单元，共轭性好，其末端带有氰基酰胺，易产生分子之间的相互作用。

本发明所述的齐聚噻吩衍生物电致变色材料的反应过程如下：

本发明目的通过如下技术方案实现：

齐聚噻吩衍生物电致变色材料，具有如下的分子结构：