17249-80-8/3-氯噻吩的主要用途

概述^[1]

聚噻吩及其衍生物在過去20年中引起了相當大的關注，主要是因為它們具有顯著的固態特性，包括在大氣中的穩定性、高導電性以及易于形成獨立和高強度薄膜。聚噻吩及其衍生物已被廣泛合成和研究。然而，只有少數文獻報道了聚（3-鹵化物噻吩），其中，只有一個短的通信與3-氯噻吩（CT）的直接氧化有關。CT的氧化要求在中性溶劑（2.18Vvs飽和甘汞電極）中具有很高的電位，并且從該介質中獲得的聚合物呈粉末狀且具有低導電性（<10-2s cm-1）。

主要用途^[3]

共軛聚合物代表了一系列重要的電致變色材料，由于其獨特的優勢，如低成本，良好的加工性，快速響應時間，高光學對比度，大面積應用的靈活性以及改進其結構的能力而獲得普及。制作多色電致變色。它們可以通過化學或電化學方法制備。在這些方法中，電化學技術特別適用于這些化合物的受控合成和用于分離明確定義的氧化態。

聚噻吩及其衍生物是最具挑戰性的一類共軛聚合物。憑借其環境和熱穩定性，它們可用作電導體，非線性光學器件，聚合物發光二極管，傳感器，電池，有機晶體管和電致變色設備。對于用吸電子基團取代的噻吩單體，例如3-鹵化噻吩，其由易于獲得或可商購的單體制備，噻吩及其衍生物的電子密度降低特別適合用作復雜的電致變色材料。衍生物不可用。聚噻吩及其衍生物通常通過在常規有機溶劑中直接陽極氧化相應的單體來制備。然而，3-氯噻吩的氧化需要非常高的電位，其不能在通常的有機溶劑中電聚合，例如乙腈或硝基苯。因此，只有少數文章報道了聚（3-氯噻吩）的電化學合成。

本研究通過動電位和恒電流法首次合成了3-氯噻吩（ClT）的電化學均聚和與3-甲基噻吩（MeT）的共聚合。作為生長介質和支持電解質。通過循環伏安法（CV），傅里葉變換紅外光譜（FTIR）進行所得聚合物的表征。還研究了迄今為止特別感興趣的PClT和P（ClT-co-MeT）的光譜電化學和電致變色性質。通過該研究，研究了使用具有高氧化電位的市售噻吩單體以在離子液體中提供電致變色聚合物。研究結果表明，這些聚合物有望用于未來的電致變色器件。

試驗如下：

電聚合和電化學表征

在具有鉑（Pt）片的三室電解槽中，在5ml離子液體[BMIM] PF6中進行ClT（0.2M）和共聚物（0.2MClT，0.04M MeT存在下）的電位動態電化學聚合（ 1×1厘米2）作為工作電極，不銹鋼板（1×5厘米2）和銀/氯化銀/ 3M氯化鉀提供作為反電極和參比電極。電解前，所述工作電極進行了仔細的拋光用0.05微米的Al2ö3，用丙酮，乙醇和水依次沖洗，并在真空烘箱中干燥30分鐘。

測量在室溫下進行。在實驗之前，通過干燥氮氣流將所有溶液脫氣15分鐘，并且在實驗期間保持輕微的氮氣超壓。

電致變色和光譜電化學

為了進行電致變色測量，光譜電化學和開關研究，PClT和共聚物P（ClT-co-MeT）通過恒電流法在離子液體[BMIM] PF6中在氧化銦錫（ITO）上電化學合成，以控制電荷密度=60mC cm-2。電化學聚合后，用丙酮洗滌聚合物膜數次，以除去未反應的單體，并在大氣條件下干燥。沉積在ITO上的聚合物膜用于純離子液體[BMIM] PF6中的光譜電化學和電致變色測量，其中Ag / AgCl /3M KCl作為微參比電極，Pt線作為輔助電極。

3-氯噻吩的低電位電化學聚合^[2]

通過在三氟化硼二乙基醚合物（BFEE）和三氟乙酸（TFA）的混合電解質中直接氧化3-氯噻吩（CT）來電化學合成聚（3-氯噻吩）（PCT）膜。測得純BFEE中3-氯噻吩的氧化電位僅為1.54V，相對于SCE。該值遠低于在中性介質中確定的值（2.18 V vs.SCE）。向BFEE中加入TFA可以進一步降低單體的氧化電位。發現含有30％TFA（體積）的BFEE混合電解質中CT的氧化電位低至1.16V（相對于SCE）。從BFEE + 10-15％TFA的培養基中獲得具有最高質量的PCT膜，并且它們被表征為具有約24-32個重復單元。

參考文獻

[1] Wu T Y , Su Y S . Electrochemical Synthesis and Characterization of 1,4-benzodioxan-Based Electrochromic Polymer and Its Application in Electrochromic Devices[J]. Journal of The Electrochemical Society, 2015, 162(10):G103-G112.

[2] Xu J , Shi G , Chen F , et al. Poly(3-chlorothiophene) films prepared by the direct electrochemical oxidation of 3-chlorothiophene in mixed electrolytes of boron trifluoride diethyl etherate and sulfuric acid[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2003, 87(3):502-509.

[3] Alakhras F . Spectroelectrochemistry of Intrinsically Conducting Furan-Thiophenes Copolymers[J]. 2008.