Design and synthesis of novel donor-acceptor type monomers and investigation of optoelectronic properties of their polymers
Yeni donör-akseptör tipte monomerlerin dizayn ve sentezi ve polimerlerinin optoelektronik özelliklerinin araştırılması
- Tez No: 269585
- Danışmanlar: PROF. DR. CİHANGİR TANYELİ, PROF. DR. LEVENT TOPPARE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Konjuge malzemelerin bant aralığını düşürmek ve fotoakımı geliştirmek için kullanılan ispatlanmış bir strateji olan donor-akseptör yaklaşımı, elektronca zengin ve fakir birimlerin polimer zincirinde sıralı bir şekilde birbirlerini izlemesidir. Bu amaçla, monomerdeki donor-akseptör içeriğin doğru seçimi, polimerik malzemede son özelliklerin istenildiği şekilde olmasını sağlar.Bu çalışmada, elektronik ve optoelektronik özellikler üzerine akseptör ve donor etkilerinin araştırılması için ondört yeni monomer sentezlendi. Bu donor-akseptör moleküllerde, dibenzofenazin, dibenzopiridokinokzalin, tetrahidrodibenzofenazin, tiadiazolokinokzalin, pirazinokinokzalin, tiyenopirazin, benzoselenadiazol, tiyenoselenadiazol akseptör olarak kullanılırken, tiyofen, 3-hekziltiyofen and 2,3-dihidrotiyenodioksin (EDOT) donör bileşenler olarak kullanıldı.Bromlama, nitrolama, indirgeme ve kondenzasyon gibi genel sentez metotları, istenilen monomerlerin sentezlenmesi için kullanıldı. Bromlama için duruma bağlı olarak, NBS ve Br2/HBr yöntemlerinden biri tercih edildi. Nitrolamada HNO3 ve H2SO4 birlikte kullanıldı. Nitro grup indirgemelerinde indirgeyici ajan olarak, asetik asitte demir riflaksı kullanıldı. Diğer taraftan Zn/AcOH sistemi nitro guruplarının ve tiadiazol yapısının amine indirgenmesinde kullanılmıştır. Son olarak, Stille eşleşme reaksiyonu, sonuç donor-akseptör monomerlerinin eldesinde kullanıldı.Sentezlenen bu monomerler elektrokimyasal olarak polimerleştirilmiştir. Elde edilen polimerin özellikleri, spektroelektrokimya, kinetik ve kolorimetrik çalışmalar gibi yöntemlerle araştırılmıştır. Spektroelektrokimya deneyleri bant aralığı, maksimum dalga boyu, katkılama sonucu ortaya çıkan arabant halleri ve polaron, bipolaron bantları gibi iletken polimerlerin özelliklerini ortaya çıkarmak için yapılmıştır. Polymerlerin tepki zamanı ve optik kontrast özellikleri kinetik çalışmalarla incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
A proven strategy, donor-acceptor approach, to reduce the band gap of conjugated materials and possibly improve the photocurrent is to incorporate electron-rich and electron-deficient units in an alternating fashion in a polymer chain. For this purpose, a wise selection of donor and acceptor moieties in a monomer structure results in desired finishing properties of polymeric materials.In this study, fourteen novel monomers were synthesized to explore the acceptor and donor effects on the electronic and optoelectronic properties. Dibenzophenazine, dibenzopyrido]quinoxaline, tetrahydro- dibenzophenazine, thiadiazoloquinoxaline, pyrazinoquinoxaline, thienopyrazine, benzoselenadiazole, thienoselenadiazole were used as acceptor moieties, while thiophene, 3-hexylthiophene and 2,3-dihydrothienodioxine (EDOT) were used as the donor components in these donor-acceptor molecules.To synthesize desired monomers, well-known synthetic methods were performed, including bromination, nitration, reduction and condensation. Bromination was achieved by two different ways depends on the aim, NBS and Br2/HBr medium. For the nitration, HNO2 and H2SO4 were used together. Fe metal in refluxing acetic acid was used as the reducing agent in case of nitro group reductions. On the other hand, Zn metal/AcOH system was chosen for the reduction of both nitro groups and thiadiazole structure to amine, simultaneously. Finally, the Stille Coupling was used to obtain resulting acceptor-donor-acceptor monomers.These synthesized monomers were polymerized by electrochemically and investigated their properties by methods such as spectroelectrochemistry, kinetic and colorimetry studies. Spectroelectrochemistry experiments were performed in order to investigate key properties of conducting polymers such as band gap, maximum absorption wavelength, the intergap states that upon doping and evolution of polaron and bipolaron bands. Switching time and optical contrast of the polymers were evaluated via kinetic studies.
Benzer Tezler
- İletken anilin, triflorometil-anilin ve diamino-disiyano-antrakinon polimerlerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of conductive aniline, trifluoromethyl aniline, and diamino-dicyano anthraquinone polymers
SEVİL GÜNERALP
- Synthesis and characterization of a novel polymerizable deep eutectic solvent
Yeni bir polimerize edilebilir derin ötektik solventin sentez ve karakterizasyonu
YAĞMUR AKANSEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜNYAMİN KARAGÖZ
- Organik tabanlı güneş hücrelerinde kullanılabilecek ftalosiyaninlerin hesapsal olarak araştırılması, tasarımı ve sentezi
Design, computational screening and synthesis of novel phthalocyanines as organic based solar cell materials
MERAL ARI
- Design, synthesis, and characterization of functional organic materials for optoelectronic applications
Optoelektronik uygulamalar için fonksiyonel organik malzemelerin dizaynı, sentezi ve karakterizasyonu
MEHMET ÖZDEMİR
Doktora
İngilizce
2018
KimyaAbdullah Gül ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN USTA
- A systematic research on rational design and synthesis of innovative materials for developing high-performance perovskite solar cells
Yüksek performans perovskit güneş hücresi geliştirilmesi için yenilikçi malzemelerin mantıksal tasarımı ve sentezi üzerine sistematik bir araştırma
ALİEKBER KARABAĞ
Doktora
İngilizce
2023
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ
DOÇ. DR. SAFACAN KÖLEMEN
