共轭聚合物应用研究新进展

共轭配位聚合物（Conjugated Coordination Polymers，CCPs）是一种独特的金属有机框架（MOFs），具有独特的结构和优异的性能。

它们是通过金属中心与有机配体之间的配位化学反应形成的。

由于配体和过渡金属离子之间存在有效的π-d杂化，使得电子在整个骨架上以离域的状态存在，因此共轭配位聚合物具有高导电性和良好的稳定性。

这些特性使得共轭配位聚合物在许多领域中都有广泛的应用，包括半导体器件、超导体材料、传感器、电化学催化剂和储能装置等。

然而，共轭配位聚合物的合成过程较为复杂，有机配体和金属中心在反应过程中可能会发生原位氧化/还原反应，导致化学状态和结构的不确定性。

此外，由于合成条件的不可控性和复杂的化学反应，所获得的样品结晶性较低，使得对产物的结构分析变得异常困难。

尽管存在这些挑战，共轭配位聚合物仍具有巨大的应用潜力。

随着研究的深入和技术的发展，我们有望开发出性能更加优异、稳定性更高的共轭配位聚合物材料，进一步推动其在各个领域的应用。

π-π堆积作用的应用及研究进展摘要：π-π堆积作用在有机化学中的应用，是一种新颖而广泛的反应机理，可以有效地预测各种材料，特别是石墨烯的性质。

近年来，随着对此研究的深入开展，π-π堆积作用的计算方法已被广泛应用于纳米材料及计算化学领域的发展。

本文介绍了目前研究中常用的方法。

例如：基于二次电子材料模型和动力学模拟建立了一种新的π-π堆积模型（图1)。

结合模型计算得到：在非共轭体系中，存在高能区、非均相界面性质和极化相互作用等多种效应类型。

这些影响机制涉及了不同种类材料的相互作用机理以及在特定领域中发挥着重要作用。

本文给出了π-π堆积作用原理和应用及其相关的论文，对新方法及其进展进行了介绍、总结和展望。

关键词：聚合物；石墨烯/膜；π-π堆叠机制；应用与展望自2017年以来，关于石墨烯基多孔材料在反应动力学分析中取得了大量研究成果及应用方面，有很多已经被提出并将得到验证并且引起广泛关注。

基于这些结果，在相关领域中已经得到了大量具有重要价值但尚未深入研究的非常规反应。

本文对其进行了介绍及发展前景及其可能出现于其中的应用。

关键词：高分子化学；能量存储方法；π-π堆积作用理论(Chemistry Model)文章主要是通过该原理建立和分析具有不同性质反应体系的方法及其求解模型来解释这一问题产生原理对石墨烯等多相物质研究有很大帮助；利用此原理进行实验研究得到一些结论，最后预测新材料，并进一步阐述相关机理。

以提高纳米尺度非金属材料表征的效果，同时也提供了全新概念来解释问题和影响因子。

在这里希望能为一些特殊类型薄膜提供一个新方式来开发一些新颖功能材料为石墨烯提供新的方向及应用案例，从而拓展石墨烯与有机相界面研究领域中有关机理等内容。

本文通过分析并总结几种主要模拟方法及其应用对该研究有着非常重要的意义和影响（图1)。

并且在深入地阐述下该方法及相关领域进展后指出：在纳米尺度上1.非均相界面当不同反应体系（例如聚合物）之间发生相互作用时，可以通过两种机制来实现，一种是通过施加电压，另一种是通过化学键结合产生化学键。

有机光电材料研究进展与发展趋势有机光电材料是一种具有光电特性的有机化合物，其具有良好的光电转换效率和可调控的光学性质。

近年来，有机光电材料的研究取得了多项重要进展，并且展现出了广阔的应用前景。

本文将对有机光电材料的研究进展和发展趋势进行探讨。

首先，有机光电材料的研究进展主要集中在两个方面：器件性能的提升和新型材料的发现。

在器件性能的提升方面，研究人员通过改进材料的能级结构和界面工程，成功改善了有机太阳能电池的光电转化效率。

例如，采用共轭聚合物材料和界面修饰层，在有机太阳能电池中实现了高达16%的能量转化效率。

此外，还有研究人员通过设计新型的共价接合有机小分子材料，提高了有机发光二极管的量子效率和稳定性。

在新型材料的发现方面，研究人员通过高通量筛选等方法，发现了一系列具有优秀光电特性的新型有机材料，如有机半导体聚合物、全有机钙钛矿等。

其次，有机光电材料的发展趋势主要包括以下几个方面：1.提高光电转换效率：随着对能源危机的日益关注，有机光电材料的研究将更加注重提高光电转换效率。

研究人员将继续改进材料的能级结构和界面工程，通过调控器件结构和优化工艺参数，进一步提高有机太阳能电池和有机发光二极管的光电转换效率。

2.发展新型有机材料：为了满足不同应用领域的需求，研究人员将继续发展新型有机材料。

一方面，将努力发现更多具有高效率、高稳定性和可调控性的有机光电材料。

另一方面，还将探索具有特殊功能的有机光电材料，如光致变色材料、光操控材料等。

3.探索新的应用领域：随着有机光电材料的不断发展，其在太阳能电池、发光二极管等传统领域的应用已经取得了显著成果。

未来，有机光电材料将进一步拓展其应用领域，如光电子器件、光电传感器、光催化等。

这些领域对于有机光电材料的需求将推动其研究进一步向前发展。

综上所述，有机光电材料在器件性能的提升和新型材料的发现方面取得了重要进展，并且展现出了广阔的应用前景。

研究人员将继续努力提高光电转换效率，开发新型的有机光电材料，并将其应用拓展到更多领域。

皿睁旦岬ｇ譬三∞ＯＥ０＞０［Ｏ《科研进展，ｌｃ量子计算研究获重大突破中国科大微尺度物质科学国家实验室杜江峰研究组与香港中文大学刘仁保教授合作，通过电子自旋共振实验技术．在国际Ｅ首次通过固态体系实验实现了最优动力学解耦，极大地提高了电子自旋相十时间。

该成果发表于１０月２９日出版的Ｎａｔｕｒｅ上。

审稿人认为“该工作有效地保持了同态自旋比特的量子相十性。

对固态自旋量子计算的真正实现具有极其重要的意义”。

删期“新闻与展单”栏目还发表的评述文章指出：“量子系统不可避免的信息流失局限其现实的应用。

然而杜江峰与其同事的研究表明，通过精巧的脉冲控制，使得同态体系环境对电了量子比特的不利影响被降到最小，从而大大减少ｒ量子体系中量子信息的流失。

他们所使用的量子相干调控技术被证明是一种可以帮助人们理解并且有效对抗量子信息流失的一个重要资源，取得的研究进展的重要性在于极大提升了现实物理体系的性能．从而朝实现量子计算迈出了重要的一步。

”退相干对量子自旋霍尔效应的影响研究取得新进展物理所凝聚态理论与材料计算实验室研究员谢心澄、孙庆丰和博士生江华、成淑光在前期的工作基础上二．进一步研究了退相干对量子自旋霍尔效应的影响。

他们把退相干分成两类来考虑：一类是普通退相干，即载流子仅仅丢失位相记忆，但保留自旋记忆；另一类是自旋退相十。

即载流子既丢失位相记忆也丢失自旋记忆：普通退相干对量子自旋霍尔效应几乎没有影响，但自旋退相干急剧影响量子自旋霍尔效应。

破坏纵向电导的量子化。

他们还发现纵向电阻随样品长度线性增加而基本上不依赖于样品宽度的变化，这些特性也与实验结果很好符合。

另外，他们进一步引入一个新的物理量，即一个新的自旋霍尔电阻，并发现该自旋霍尔电阻也能表现出量子化平台的特性。

研究结果表明，该自旋霍尔电阻的量子化平台对两种类型的退相干都不敏感。

也就是说，该量子化平台在宏观样品中也能被观测到，所以它能伞面反应量子自旋霍尔效应的拓扑特性。

该工作发表在Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．上。

d-a型共轭聚合物光催化材料的分子水平调控策略随着环境污染和能源危机的日益加剧，人们对环境友好材料和新能源的需求也与日俱增。

在这样的背景下，光催化材料逐渐受到人们的关注。

d-a型共轭聚合物作为一种重要的光催化材料，其分子结构的设计与调控对其光催化性能具有重要影响。

本文将从分子水平出发，探讨d-a型共轭聚合物光催化材料的分子水平调控策略。

一、d-a型共轭聚合物的光催化机理1. d-a型共轭聚合物的结构特点d-a型共轭聚合物是由给体单元（donor）和受体单元（acceptor）交替排列构成的共轭聚合物。

给体单元通常是含有丰富电子的芳香烃类结构，而受体单元则是结构较小、电子亲和性较强的单元。

这种结构特点使得d-a型共轭聚合物在光照条件下，能够吸收光能并产生激子，最终转化为电子-空穴对，从而实现光催化反应。

2. 光催化机理在d-a型共轭聚合物的光催化反应中，光能的吸收激发了共轭系统中的电子，形成了激子。

随着激子的扩散和分离，电子和空穴会被转移到材料的界面上，并参与光催化反应。

其中，受体单元的电子会转移到给体单元，而空穴则会在受体单元中留下。

这些电子-空穴对参与了光解水、光还原CO2等重要光催化反应，从而实现了能源的转化和环境的净化。

二、分子水平调控策略1. 分子结构的设计在d-a型共轭聚合物的分子水平调控中，首先是要对其分子结构进行合理的设计。

通过在共轭链上引入不同的给体单元和受体单元，可以调控共轭体系的电子结构和能级，从而实现光电子的有效传递和分离。

还可以利用共轭聚合物的分子内旋打的方式，调控分子的构象，提高其在光催化反应中的效率。

2. 分子间相互作用的调控在分子水平调控中，分子间的相互作用也是至关重要的。

通过引入表面活性剂、溶剂共混等手段，可以有效调控d-a型共轭聚合物在溶液和固态中的聚集行为。

这种调控可以改变分子的取向和排列，从而优化其在光催化反应中的光吸收和载流子传输性能。

3. 材料后处理的调控除了在合成阶段对分子结构进行设计和调控，材料的后处理也是不可忽视的。

导电聚合物的研究论文导读：导电聚合物大多都有一个较长的π共轭主链，因此又称为共轭聚合物。

聚吡咯具有质量轻，电导率高，易于制备与掺杂，空气稳定性好，合成方便，电化学可逆性强等优点，但价格及工艺流程比较昂贵，因此还没有大规模推广。

聚苯胺以其良好的热稳定性,化学稳定性,电化学可逆性,优良的电磁微波吸收性能,潜在的溶液和熔融加工性能,原料易得,合成方法简便,还有独特的掺杂现象等特性,成为现在研究进展最快的导电高分子材料之一;聚噻吩作为高分子材料的一种,具有极其小的尺寸、丰富潜在的功能,导电能力，可以在酸性体系中聚合，生成粉末状不溶物或者液态的聚合物但是由于导电高分子聚吡咯聚噻吩聚苯胺链的强刚性和链间的强的相互作用使得它们的溶解性极差,相应的可加工性也差,限制了它们在技术上的广泛应用。

聚苯胺可看作是苯二胺与醌二亚胺的共聚物,y值用于表征聚苯胺的氧化还原程度,(1-y)值代表了聚苯胺的氧化状态。

关键词：导电聚合物，聚噻吩，聚苯胺，聚吡咯，对比1、引言1977白川英树等人发现了碘掺杂的聚乙炔具有很高的导电性，比一般的有机高分子材料高约13个数量级。

这一惊人发现，彻底改变了人们以往的观念-—有机高分子是绝缘体。

导电聚合物大多都有一个较长的π共轭主链，因此又称为共轭聚合物。

论文大全。

共轭分子中，σ键是定域键，构成分子骨架；而垂直于分子平面的p轨道组合成离域π键，所有π电子在整个分子骨架内运动。

离域π键的形成，增大了π电子活动范围，使体系能级降低、能级间隔变小，增加物质的导电性能。

交替的单键、双键共轭结构是导电高分子材料的共同特征，若进行掺杂可使其电导率增加若干数量级，接近于金属电导率，这为导电高分子进入市场提供了强劲的力量。

2.三种导电高分子的对比本文导电高分子材料研究主要是聚噻吩，聚苯胺，聚吡咯这三种聚合物，其中只有聚苯胺初步形成了工业化规模，由此可见他们之间存在一定程度的差异，接下来将从以下四个方面对三种物质的性质进行对比:2.1优缺点比较：聚吡咯具有质量轻，电导率高，易于制备与掺杂，空气稳定性好，合成方便，电化学可逆性强等优点，但价格及工艺流程比较昂贵，因此还没有大规模推广；聚苯胺以其良好的热稳定性,化学稳定性,电化学可逆性,优良的电磁微波吸收性能,潜在的溶液和熔融加工性能,原料易得,合成方法简便,还有独特的掺杂现象等特性,成为现在研究进展最快的导电高分子材料之一;聚噻吩作为高分子材料的一种,具有极其小的尺寸、丰富潜在的功能, 导电能力，可以在酸性体系中聚合，生成粉末状不溶物或者液态的聚合物但是由于导电高分子聚吡咯聚噻吩聚苯胺链的强刚性和链间的强的相互作用使得它们的溶解性极差,相应的可加工性也差,限制了它们在技术上的广泛应用。

基于共轭分子的有机半导体光催化材料设计与开发概述说明1. 引言1.1 概述本文旨在对基于共轭分子的有机半导体光催化材料设计与开发进行综述和说明。

随着环境问题和可再生能源需求的日益紧迫，光催化材料作为一种具有潜力的绿色能源解决方案受到了广泛关注。

有机半导体作为一类重要的材料，在光催化材料领域具有独特的优势和应用前景，而基于共轭分子的设计与开发则是其中一个重要方向。

1.2 文章结构本文将围绕以下几个方面展开讨论：首先，我们将介绍共轭分子及其在有机半导体中的特性和应用。

然后，我们会探讨光催化材料设计与开发的重要性，并介绍有机半导体光催化材料设计原则与方法，包括结构和成分的调控、光吸收和光激发过程的调控以及能级匹配和电荷传递的优化。

接下来，我们会通过案例研究详细介绍基于共轭分子的有机半导体光催化材料开发进展，分别涉及基于共轭聚合物、有机小分子和配位聚合物的研究进展。

最后，我们将对研究进展进行总结，探讨存在的问题与挑战，并提出未来发展方向。

1.3 目的本文旨在概述基于共轭分子的有机半导体光催化材料设计与开发领域的研究进展，为相关科研工作者提供全面了解该领域的基础知识和最新发展动态。

通过对共轭分子特性、有机半导体中的应用以及光催化材料设计原则与方法的介绍，旨在推动光催化材料领域的科学研究和技术创新，在实现可持续能源利用方面作出贡献。

2. 共轭分子的特性和应用：2.1 共轭分子的定义和结构共轭分子指的是由多个相邻的碳原子通过有机共轭键（如单键、双键或三键）连接而成的有机化合物。

这些碳原子形成了一个平面结构，其中π电子可以在整个分子中进行自由运动。

共轭结构使得电荷能够通过分子中传递，产生导电性质。

2.2 共轭分子在有机半导体中的应用共轭分子具有很好的导电性和光电性能，在有机半导体领域具有广泛应用。

其主要优点包括可溶性、可加工性强、柔性等。

共轭分子可以作为载流子传输通道，实现电荷在材料内部的快速传输；同时也可以作为光吸收材料，在表面接受光照射时产生激发态载流子。

共轭体系对有机化合物性质的影响在有机化学中，共轭体系是指由相邻的π键交叠而形成的一系列分子轨道的电子系统。

共轭体系的引入可以改变和影响有机化合物的物理和化学性质。

本文将探讨共轭体系对有机化合物性质的影响，并分析其在光学、导电性和稳定性方面的应用。

一、共轭体系对光学性质的影响共轭体系能够影响有机分子的吸收和发射光谱特性，这是由于分子的共轭结构可以嵌入更多的能带。

例如，苯环是具有共轭结构的典型有机分子，其能带结构可提供大量的π-π*跃迁和n-π*跃迁能级。

由此产生的分子轨道重叠使得苯环能够吸收紫外光谱，并且具有高度共振稳定性。

其他具有共轭体系的有机化合物也表现出类似的光学性质。

共轭聚合物是一类具有长范围共轭结构的大分子材料，其特点是具有宽带隙和低能带。

这种共轭结构使得聚合物能够吸收可见光，并将其转化为光电能量，被广泛应用于太阳能电池等光电器件的制备。

二、共轭体系对导电性的影响共轭体系对有机化合物的导电性也有重要影响。

共轭聚合物具有高度的导电性和可调控性，在有机电子学领域起着重要作用。

通过在分子中引入共轭结构单元，可以增强分子内电子的移动性和载流子的导电能力。

例如，聚噻吩和聚苯胺就是典型的共轭聚合物，具有良好的电导率，可用于柔性显示器、有机场效应晶体管等器件的制备。

三、共轭体系对稳定性的影响共轭体系还可以增强有机分子的稳定性。

由于共轭体系中的homo-lumo能带距离小，可以提高有机物的稳定性，并减小其易受外界环境影响的程度。

共轭结构的引入可以增强分子间的π电子交互作用和轨道重叠，从而增加分子的储存能力。

此外，共轭体系还可以提高材料的耐光、耐热和耐化学腐蚀性能，使得有机化合物在各种极端条件下具有良好的稳定性。

综上所述，共轭体系对于有机化合物的性质具有重要影响。

通过引入共轭结构，可以改变有机分子的光学性质、导电性和稳定性。

这使得共轭体系成为有机化学研究和应用的重要工具，对于开发新材料和制备新器件具有重要的价值和意义。

共轭多孔有机聚合物共轭多孔有机聚合物是一种特殊的有机聚合物，其分子结构中含有大量的孔道和共轭结构，具有高度的结构多样性和分子间相互作用的能力。

这使得共轭多孔有机聚合物得以应用于诸如气体分离、分子识别和分离、催化和能量转换等领域。

共轭多孔有机聚合物的结构是通过不同的化学链接方式和不同的构建单元所获得的。

其中最常见的构建单元是芳香环和芳香环的衍生物，它们可以通过不同的化学键连接成不同的结构，从而实现多样的孔道大小和形状。

此外，氮、氧等元素的引入可以增加聚合物的孔道化学性质，进一步拓展其应用领域。

共轭多孔有机聚合物在气体分离方面具有巨大的应用潜力，主要是因为其具有孔径和化学亲和性的调控能力。

孔径大小和化学性质的调控可以使共轭多孔有机聚合物分离不同大小和性质的气体分子。

例如，将聚合物的孔径调节至只能允许小分子通过，从而分离有机物和无机物气体的组分。

此外，共轭多孔有机聚合物还可以应用于空气中的氧气和氮气的分离。

共轭多孔有机聚合物也可用于分子识别和分离。

聚合物中的孔道大小和表面化学性质对各种分子的选择性具有很大影响。

因此，可以通过控制聚合物的结构，使其具有选择性地吸附某些分子并排除其他分子。

这为诸如溶剂的分离、混合物的净化和有机小分子的检测等应用提供了新的途径。

此外，共轭多孔有机聚合物还可用于催化和能量转换。

与传统的多孔聚合物相比，共轭多孔有机聚合物具有更高的电荷移动率和导电性，这使得它们更适合于电催化反应和光化学转换。

此外，共轭多孔有机聚合物还可以作为高效的催化剂用于各种有机反应。

总之，共轭多孔有机聚合物是一种非常有前景的材料，其高度的结构多样性和分子间相互作用的能力使其在气体分离、分子识别和分离、催化和能量转换等领域具有广泛的应用潜力。

未来还需进一步研究其构建方法和应用，以实现其更全面的应用和可持续发展。

doi:10.16865/ki.1000-7555.2022.0123收稿日期：2021-11-12基金项目：西安市科协青年人才托举项目（************）；陕西省自然科学基础研究计划（2021JQ-798）；陕西省教育厅青年创新团队（环境污染监测与治理创新团队，51）通讯联系人：贾园，主要从事功能性高分子复合材料的制备与改性研究，E-mail ：**********************高分子材料科学与工程POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING第38卷第6期2022年6月V ol.38.No.6Jun.2022聚集诱导发光（AIE ）概念自2001年由唐本忠院士提出以来，就受到了国内外学者的广泛关注[1]。

AIE 主要是指分子体系在溶液中不发光或只能微弱地发光，而聚集后或在固态条件下发光显著增强的现象[2]。

这类材料不但具有独特的发光特征，且克服了传统发光材料聚集导致荧光猝灭（ACQ ）的问题[3]。

常见的AIE 型化合物主要包括多苯基、呋喃等芳香类杂环化合物、金属配合物、含氢键体系、AIE 型高分子聚合物等。

其中，AIE 型聚合物以其良好的成膜性、高的发光稳定性、优异的加工性能，在生物医学、荧光传感等多个领域中得到较为广泛的应用[4]。

1聚集诱导发光聚合物的制备目前开发出的AIE 聚合物材料可分为共轭型和非共轭型2类[5]。

共轭型发光聚合物的结构中含有苯环、杂环等传统发光基团，颜色区域能够覆盖整个可见光和近红外光区，且荧光量子产率高，但生物相容性和环境友好性较低[6]；而非共轭发光聚合物分子结构中不含大π电子的共轭基元，具有低毒性和生物友好性，被广泛应用于细胞毒性检测、生物成像及药物缓释等方面[7]。

然而，大部分非共轭发光聚合物存在荧光强度不高、色谱单一、量子产率偏低等缺点。

因此，开发出易于合成且荧光强度高的AIE 型发光聚合物，已成为材料领域研究中的热点。