富勒烯C60及其衍生物由于具有优异的光电性质而在材料科学领域展现出了良好的应用价值和广泛的应用前景。然而传统方法制得的C60交联聚合物中C60含量和交联度都比较低,且聚合物结构不可控,这使得它们的应用受到了很大的限制;同时C60较差的加工性能导致C60交联聚合物的表征和加工过程异常困难,也使得相应的合成过程更加复杂和困难。
为解决这一难题,华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室马於光教授在《高分子学报》 2018年第2期“高分子光电”专辑中发表的论文利用电化学聚合法探索出一种简单高效、可控的C60交联聚合物合成方法,该方法在电极表面原位形成一种交联薄膜并表现出较好的电学性质。
本文利用咔唑基团对C60进行修饰得到三种不同的C60衍生物。其中,咔唑具有较高的电化学偶联活性,且在电化学聚合中只发生二聚反应。因此,此类衍生物可以通过咔唑基团的电化学二聚反应相互偶联形成交联薄膜,这种反应精确可控,得到的交联聚合物结构明确。同时,电化学聚合过程中交联聚合物在工作电极上快速而均匀的沉积生长(瞬间成核、岛状生长),并最终形成球状堆积的交联薄膜。经循环伏安法测试表明沉积薄膜有多对氧化还原峰,具有可逆的n-型与p-型双极性掺杂特性,并表现出可逆的和快速电荷传递的氧化还原反应特性。另外这种富勒烯交联薄膜作为超级电容电极材料也表现出了相当可观的电荷储存能力。
参考文献
Sun Mingxiao, Kuang Puxing, Xie Zengqi, Liu Linlin, Ma Yuguang. Synthesis of Cross-linked Thin Films Containing Fullerene Units and Their Performance of Supercapacitor. Acta Polymerica Sinica, 2018, (2): 231 – 238
孙明晓, 邝普兴, 解增旗, 刘琳琳, 马於光. 电化学聚合制备含富勒烯交联聚合物薄膜及超级电容器应用. 高分子学报, 2018, (2): 231 – 238
链接地址:
http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/2018/2/PDF/gfzxb20170128.pdf
DOI: 10.11777/j.issn1000-3304.2018.17128