3-氯噻吩的主要用途

概述^[1]

聚噻吩及其衍生物在过去20年中引起了相当大的关注，主要是因为它们具有显著的固态特性，包括在大气中的稳定性、高导电性以及易于形成独立和高强度薄膜。聚噻吩及其衍生物已被广泛合成和研究。然而，只有少数文献报道了聚（3-卤化物噻吩），其中，只有一个短的通信与3-氯噻吩（CT）的直接氧化有关。CT的氧化要求在中性溶剂（2.18Vvs饱和甘汞电极）中具有很高的电位，并且从该介质中获得的聚合物呈粉末状且具有低导电性（<10-2s cm-1）。

主要用途^[3]

共轭聚合物代表了一系列重要的电致变色材料，由于其独特的优势，如低成本，良好的加工性，快速响应时间，高光学对比度，大面积应用的灵活性以及改进其结构的能力而获得普及。制作多色电致变色。它们可以通过化学或电化学方法制备。在这些方法中，电化学技术特别适用于这些化合物的受控合成和用于分离明确定义的氧化态。

聚噻吩及其衍生物是最具挑战性的一类共轭聚合物。凭借其环境和热稳定性，它们可用作电导体，非线性光学器件，聚合物发光二极管，传感器，电池，有机晶体管和电致变色设备。对于用吸电子基团取代的噻吩单体，例如3-卤化噻吩，其由易于获得或可商购的单体制备，噻吩及其衍生物的电子密度降低特别适合用作复杂的电致变色材料。衍生物不可用。聚噻吩及其衍生物通常通过在常规有机溶剂中直接阳极氧化相应的单体来制备。然而，3-氯噻吩的氧化需要非常高的电位，其不能在通常的有机溶剂中电聚合，例如乙腈或硝基苯。因此，只有少数文章报道了聚（3-氯噻吩）的电化学合成。

本研究通过动电位和恒电流法首次合成了3-氯噻吩（ClT）的电化学均聚和与3-甲基噻吩（MeT）的共聚合。作为生长介质和支持电解质。通过循环伏安法（CV），傅里叶变换红外光谱（FTIR）进行所得聚合物的表征。还研究了迄今为止特别感兴趣的PClT和P（ClT-co-MeT）的光谱电化学和电致变色性质。通过该研究，研究了使用具有高氧化电位的市售噻吩单体以在离子液体中提供电致变色聚合物。研究结果表明，这些聚合物有望用于未来的电致变色器件。

试验如下：

电聚合和电化学表征

在具有铂（Pt）片的三室电解槽中，在5ml离子液体[BMIM] PF6中进行ClT（0.2M）和共聚物（0.2MClT，0.04M MeT存在下）的电位动态电化学聚合（ 1×1厘米2）作为工作电极，不锈钢板（1×5厘米2）和银/氯化银/ 3M氯化钾提供作为反电极和参比电极。电解前，所述工作电极进行了仔细的抛光用0.05微米的Al2ö3，用丙酮，乙醇和水依次冲洗，并在真空烘箱中干燥30分钟。

测量在室温下进行。在实验之前，通过干燥氮气流将所有溶液脱气15分钟，并且在实验期间保持轻微的氮气超压。

电致变色和光谱电化学

为了进行电致变色测量，光谱电化学和开关研究，PClT和共聚物P（ClT-co-MeT）通过恒电流法在离子液体[BMIM] PF6中在氧化铟锡（ITO）上电化学合成，以控制电荷密度=60mC cm-2。电化学聚合后，用丙酮洗涤聚合物膜数次，以除去未反应的单体，并在大气条件下干燥。沉积在ITO上的聚合物膜用于纯离子液体[BMIM] PF6中的光谱电化学和电致变色测量，其中Ag / AgCl /3M KCl作为微参比电极，Pt线作为辅助电极。

3-氯噻吩的低电位电化学聚合^[2]

通过在三氟化硼二乙基醚合物（BFEE）和三氟乙酸（TFA）的混合电解质中直接氧化3-氯噻吩（CT）来电化学合成聚（3-氯噻吩）（PCT）膜。测得纯BFEE中3-氯噻吩的氧化电位仅为1.54V，相对于SCE。该值远低于在中性介质中确定的值（2.18 V vs.SCE）。向BFEE中加入TFA可以进一步降低单体的氧化电位。发现含有30％TFA（体积）的BFEE混合电解质中CT的氧化电位低至1.16V（相对于SCE）。从BFEE + 10-15％TFA的培养基中获得具有最高质量的PCT膜，并且它们被表征为具有约24-32个重复单元。

参考文献

[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.