基於氮雜稠環共軛聚合物材料的設計、合成與性能研究

《基於氮雜稠環共軛聚合物材料的設計、合成與性能研究》是依託天津大學，由陳於藍擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於氮雜稠環共軛聚合物材料的設計、合成與性能研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳於藍
• 依託單位：天津大學

項目摘要

氮雜稠環共軛聚合物的製備和功能研究是高分子化學家與材料學家關注的熱點和難點。作為一類重要的氮雜環，1,10-鄰菲羅啉在分子探針、超分子自組裝等方面具有重要價值。針對目前氮雜環體系，特別是具有大π結構的1,10-鄰菲羅啉衍生物的合成方法有限、缺乏系統研究與最佳化等極大地限制了其聚合物種類及在高靈敏、高選擇性聚合物螢光感測、檢測與分子器件方面的套用這些問題，本項目期望通過合理的結構設計，建立高效的合成方法來發展3, 4, 7, 8位π擴展的可溶性稠環鄰菲羅啉衍生物及類似物作為新型構築基元，並製備相應的共軛聚合物。在此基礎上實現新型氮雜稠環基聚合物螢光感測與檢測平台的構建、表征及相關感測機制的考察，同時致力於拓展這類氮雜稠環聚合物在超分子自組裝、光電功能材料等領域的套用。通過系統的研究，預期將為氮雜稠環基共軛聚合物材料的設計、多尺度結構控制和功能調控等方面提供新思路與新方法，促進該領域的發展。

結題摘要

氮雜稠環共軛聚合物的製備和功能研究是高分子化學家與材料學家關注的熱點和難點。通過合理的結構設計，建立高效的合成方法來製備結構新穎、性能優異的氮雜稠環共軛聚合物，拓展新材料在螢光感測、光電功能材料等領域的套用一直是領域中的關鍵科學問題。本項目圍繞氮雜稠環化合物及其共軛聚合物的設計、多尺度結構控制和功能調控等方面開展研究，主要結果包括以下三部分： 1. 基於稠環1,10-鄰菲羅啉衍生物及類似物的共軛大分子的研究: 以Bischler-Napieralski關環反應為關鍵步驟，發展了π擴展的可溶性類稠環鄰菲羅啉分子的合成新方法，合成了一系列新型的氮雜稠環共軛大分子，研究了其在細胞成像、液晶材料、螢光感測、力致螢光等方面的潛在套用。 2. 基於氮雜稠環共軛分子的共軛多孔聚合物的研究：製備並表征了一批結構新穎的基於氮雜稠環共軛分子的共軛多孔聚合物，利用其大的比表面積和穩定的微孔結構，拓展了這些聚合物在螢光感測、抗菌、染料吸附等方面的套用。 3. 基於氮雜稠環共軛分子的刺激回響性能的研究：設計合成了幾類回響靈敏度高的基於噠嗪和硼氮單元的氮雜環共軛分子。系統研究了其構效關係和刺激回響行為，為探索氮雜稠環共軛材料的新功能和新用途奠定基礎。 基於以上研究成果，項目承擔人以通訊作者身份發表論文21篇，包括Angew. Chem. Int. Ed. 1 篇，J. Mater. Chem. C 2篇，Macromolecules 3篇等；做國際國內學術會議邀請報告7次；培養博士學位獲得者2人，碩士學位獲得者2人（1篇論文入選天津大學優秀博士論文）；入選天津市創新人才推進計畫-中青年科技創新領軍人才。