楊政權(quán)本科畢業(yè)論文

本科畢業(yè)論文學號院（系）指導教師劉意職稱教授二○一五年五月本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文(設計)，是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。本科畢業(yè)論文作者簽名：目錄目錄.................................................................................................................................=1\*ROMANITOC\o"1-3"\h\u11650摘要 =1\*ROMANI17329關(guān)鍵詞 =1\*ROMANI19519Abstract =1\*ROMANI1972引言 1293501、導電聚合物簡介 1173562、導電聚合物的提取方法 173233、質(zhì)譜儀 2263344、核磁共振儀 276015、研究目的及意義 21、15700實驗部分 3172261.1儀器與材料 3114401.2材料 3125242、實驗方法 4111832.12-溴-3-正己烷基噻吩氧化聚合性能實驗 410152.22,5-二溴-3-正己烷基噻吩氧化聚合性能實驗 6174982.2溴代3-正己烷基噻吩氧化聚合性能實驗的分析….232663、結(jié)果與討論 841663.1單因素實驗結(jié)果 8164523.1.1FeCl3濃度對2-溴-3-正己烷基噻吩的影響 858223.1.2FeBr3濃度對2,5-二溴-3-正己烷基噻吩的影響 8304984.正交實驗設計 949804.1正交實驗結(jié)果 982755、小結(jié) 1026019參考文獻 1023959致謝 11摘要以2-溴-3-正己烷基噻吩和FeCl3為原料，并將預先干燥的CHCl3溶液移入反應瓶中，保持溫度在34℃的條件下反應2h。將所得的產(chǎn)物用甲醇，丙酮進行洗滌，洗滌到丙酮為無色后，用采用核磁共振儀和質(zhì)譜儀對丙酮進行分析。用同樣的道理對2,5-二溴-3-正己烷基噻吩和FeBr3進行分析。所選物料的最佳條件：料液的物質(zhì)的量之比為4:1，反應溫度34℃，重復試驗3次。關(guān)鍵詞：2-溴-3-正己烷基噻吩；2，5-二溴-3-正己烷基噻吩；FeCl3；FeBr3；質(zhì)譜儀；核磁共振儀。引言導電聚合物的介紹近年來，人們對3-正己烷基噻吩的研究越來越重視，聚噻吩類聚合物在我們的生活中的應用也越來越廣泛，對我們的生活起巨大的推動作用。在世界上大約有四分之一的人對共軛導電聚合物的特性及合成已有了很大的興趣。由于杉本在1986年1月首次報道了FeCl3氧化聚合的方法，此方法可在相對簡單的實驗裝置和溫和的反應條件下進行，因此在實驗室和工業(yè)規(guī)模合成聚（烷基噻吩）及其衍生物中的應用非常普遍。各種類型的取代聚噻吩通過該方法也得到了廣泛的研究。盡管聚（烷基噻吩）作為一種重要的導電聚合物是眾所周知的，但人們對FeCl3取代的噻吩的聚合系統(tǒng)動力學的研究卻未見報道。在本次研究過程中，我將進行FeCl3對聚噻吩的氧化動力學聚合性能的研究。2、導電聚合物的提取方法經(jīng)文獻調(diào)研，目前于導電聚用合物提取方法主要有：索氏萃取法、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法、溶劑萃取法。3、質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀以離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測器為核心。離子源是使試樣分子在高真空條件下離子化的裝置。電離后的分子因接受了過多的能量會進一步碎裂成較小質(zhì)量的多種碎片離子和中性粒子。它們在加速電場作用下獲取具有相同能量的平均動能而進入質(zhì)量分析器。質(zhì)量分析器是將同時進入其中的不同質(zhì)量的離子，按質(zhì)荷比m/e大小分離的裝置。分離后的離子依次進入離子檢測器，采集放大離子信號，經(jīng)計算機處理，繪制成質(zhì)譜圖。離子源、質(zhì)量分析器和離子檢測器都各有多種類型。質(zhì)譜儀按應用范圍分為同位素質(zhì)譜儀、無機質(zhì)譜儀和有機質(zhì)譜儀；按分辨本領(lǐng)分為高分辨、中分辨和低分辨質(zhì)譜儀；按工作原理分為靜態(tài)儀器和動態(tài)儀器。4、核磁共振儀高核磁共振是一種物理現(xiàn)象，作為一種分析手段廣泛應用于物理、化學生物等領(lǐng)域，到1973年才將它用于醫(yī)學臨床檢測。為了避免與核醫(yī)學中放射成像混淆，把它稱為核磁共振成像術(shù)(MR)。MR是一種生物磁自旋成像技術(shù)，它是利用原子核自旋運動的特點，在外加磁場內(nèi)，經(jīng)射頻脈沖激后產(chǎn)生信號，用探測器檢測并輸入計算機，經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換在屏幕上顯示圖像。5、研究目的及意義在我們的生活中，燃料油中含硫化合物的含量雖然不多，但危害性很大。燃料油中的硫化物包括雜環(huán)類硫化物和非雜環(huán)類硫化物，其中雜環(huán)類硫化物中主要有噻吩、笨并噻吩和二笨并噻吩等，該類物質(zhì)用傳統(tǒng)的加氫脫硫工藝難以除去。因此用噻吩制備的分子印跡聚合物，其吸附性能和識別性能對石油產(chǎn)品脫除噻吩含硫物質(zhì)提供了理論依據(jù)。太陽能電池也是近幾年來研究的重點，在局部領(lǐng)域也得到了一定應用。在太陽能電池方面，無機半導體材料制作太陽能電池存在生產(chǎn)工藝復雜、成本高、制作過程耗能高等不足，要制備大面積的無機太陽能電池或者大規(guī)模的使用，將受到相當大程度的限制。作為聚合物太陽能電池核心的有機光伏材料具有制備工藝簡單、成本低、質(zhì)量輕、可彎曲和面積大等優(yōu)點，進而受到各界的關(guān)注1、實驗部分1.1儀器與材料LNH4/HGC-90電磁攪拌器電磁攪拌器（北京科技有限公司），TMZ9-Autoflex質(zhì)譜儀（\o"北京中西遠大科技有限公司"北京中西遠大科技有限公司），LW-MQC核磁共振儀（北京科技有限公司）1.2試劑2-溴-3-正己烷基噻吩；2,5-二溴-3-正己烷基噻吩；甲醇(Fisher公司)，丙酮（深圳市源順化工有限公司）；2、實驗方法2.1111832-溴-3-正己烷基噻吩氧化聚合性能實驗2.1.1根據(jù)參考文獻，發(fā)現(xiàn)endgroup基團被引入到噻吩中時有如下幾種情況；

2.1.2在本實驗中根據(jù)廖云的研究結(jié)論可以看出，隨反應時間的進行，Cl在逐漸的被引入到噻吩的聚合物化學結(jié)構(gòu)中，如圖所示；精密稱取白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ對照品5.0mg，用甲醇溶解，置25mL容量2.1.3由以上兩種情況我們可以得出Cl被引入到噻吩中，那么是怎樣引入到噻吩中呢？被引入到那些位置呢？2.1.4.在氮氣保護的條件下稱取FeCl3(2.6g,2.6mmoile)并將預先干燥好的CHCl3(15ml)轉(zhuǎn)移到反應瓶中，逐漸滴加2-溴-3-正己烷基噻吩單體（1.0g,4.1mmole）并用磁力攪拌器攪拌2h，保持溫度在34℃。反應結(jié)束后加入100ml甲醇溶液對生成物進行處理，會有黑色沉淀產(chǎn)生。將黑色固體物質(zhì)研細放入濾紙?zhí)變?nèi)，將濾紙?zhí)邹D(zhuǎn)入索氏萃取器中。然后加入甲醇100ml進行洗滌，洗滌至萃取劑為無色，然后在用丙酮來萃取黑色固體至無色，最后加入CHCl3進行萃取。將所有萃取液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對其蒸餾并稱其重量。丙酮的蒸發(fā)油為0.4g，其產(chǎn)率為39%。低聚物的丙酮分子：Mn=1057;Mw=1271;PDI（Mw/Mn）=1.12.22，5-二溴-3-正己烷基噻吩氧化聚合性能實驗2.2.1根據(jù)以上2.1實驗我們做了只含一個溴的噻吩的氧化聚合性能，現(xiàn)在我們來研究含兩個溴的噻吩的氧化聚合性能。這時我們用的試劑不是FeCl3而是FeBr3,是因為Br相對于Cl來說具有更高的反應活性，能夠進行聚合物的后功能處理，因此將FeBr3作為氧化劑來代替FeCl3，更有利于反應的進行。2.2.2實驗的過程和上面2.1的實驗步驟大致一樣，只是反應要在低溫的條件下進行。2.2.3低聚物的丙酮分子：Mn=810;Mw=820;PDI（Mw/Mn）=1.012.3由以上實驗得到2-溴-3-正己烷基噻吩的部分質(zhì)譜圖，由圖可以觀察到endgroup基團中除了Cl以外，endgroup基團也被引入到了聚合物的結(jié)構(gòu)中。2.4聚合度和溴的引入的關(guān)系如圖所示當聚合度n=4時，Br原子被引進有三種情況，個數(shù)分別是2,3,4；當聚合度n=5時，Br原子被引進有兩種情況，個數(shù)分別是4,52.5H在7.2—6.6的質(zhì)譜圖如下3、結(jié)果與討論參考文獻1、R.Sugimoto,S.Takeda,H.B.Gu,andK.Yoshino,Chem.Express.1986,1,635-638.2、J.JanataandM.Josowicz,Nat.Mater.2003,2,19-24.R.Taylor,TheChemistryofHeterocyclicCompounds,JohnWileyandSons,1986,159-522.3J.Liu,N.R.Davis,D.S.Liu,andP.T.Hammond,J.Mater.Chem.2012,22,15534.4、R.M.Kellogg,ComprehensiveHeterocyclicChemistry,PergamonPress,1984,741-861.5、H.Ritter,DeskReferenceofFunctionalPolymers,SynthesesandApplications,AmericanChemicalSociety,1997,103-113.6、F.Jonas,G.Heywang,W.Schmidtberg,J.Heinze,M.Dietrich,U.S.Patent5035926(1991).L.A.P.Kane-MaguireandG.G.Wallace,Chem.Soc.Rev.2010,39,2545-2576.J.Roncali,Chem.Rev.1992,92,711-738.A.Marrocchi,D.Lanari,A.Facchetti,andL.Vaccaro,EnergyEnviron.Sci.2012,5,8457-8474.A.Gumus,J.P.Califano,A.M.D.Wan,J.Huynh,C.A.Reinhart-King,andG.G.Malliaras,SoftMatter.2010,6,5138-5142.K.Yoshino,S.Morita,andR.Sugimoto,SyntheticMet.1992.50,491-497.7、T.Olinga.;B.Fran?ois,SyntheticMet.1995,69,297-298.8、Amou,S.;Haba,O.;Shirato,K.;Hayakawa,T.;Ueda,M.;Takeuchi,K.;Asai,M.,J.Polym.Sci.APolym.Chem.1999,37,1943-1948.9、R.S.Loewe,P.C.Ewbankl,J.Liu,L.Zhai,andR.D.McCullough,Macromolecules.2001,34,4324-4333.Marie,A.;Fo