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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 1/2016

14.10.2015

Synthesis and characterization of a novel poly(isothianaphthene)–C60 double-cable polymer

verfasst von: Alagar Ramar, Ramiah Saraswathi

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 1/2016

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Abstract

A novel poly(isothianaphthene) (PITN)–fullerene (C60) donor–acceptor double-cable polymer soluble in organic solvents is synthesized by a Friedel–Crafts arylation reaction using anhydrous FeCl3 as the Lewis acid catalyst. The covalent attachment of C60 to PITN has been primarily confirmed by the presence of fullerene skeletal hydrogen at 4.2 ppm in 1H nuclear magnetic resonance spectrum and a vibrational band at 2856 cm−1 corresponding to the C–H stretching frequency of C60 in the Fourier transform-infrared spectrum. Based on the results of the elemental analysis, the synthesized PITN–C60 double-cable polymer is inferred to have one C60 molecule covalently bound to a trimer of isothianaphthene corresponding to a fullerene content of 64.51 wt%. The UV–visible spectral data indicate that the PITN–C60 retains the electronic properties of both PITN and C60. Density functional theory calculations have been carried out to establish the localization of frontier orbitals in PITN–C60. The highest occupied molecular orbital and lowest unoccupied molecular orbital energy levels of PITN–C60 are obtained as −4.82 and −3.44 eV respectively. The absence of interaction between PITN and C60 in the ground state was ascertained by cyclic voltammetry. Investigation on the photophysical properties of the fullerenated polymer by photoluminescence technique confirms the occurrence of photoinduced electron transfer from PITN to C60. The positioning of energy levels and effective luminescence quenching suggest that PITN–C60 is a viable material for a molecular heterojunction solar cell.

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1.
Zurück zum Zitat M. Helgesen, R. Søndergaard, F.C. Krebs, J. Mater. Chem. 20, 36 (2010)CrossRef M. Helgesen, R. Søndergaard, F.C. Krebs, J. Mater. Chem. 20, 36 (2010)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat W. Li, A. Furlan, K.H. Hendriks, M.M. Wienk, R.A.J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 135, 5529 (2013)CrossRef W. Li, A. Furlan, K.H. Hendriks, M.M. Wienk, R.A.J. Janssen, J. Am. Chem. Soc. 135, 5529 (2013)CrossRef
8.
9.
10.
Zurück zum Zitat Y. Chen, Z.-E. Huang, R. Cai, D. Fan, X. Hou, X. Yan, S. Chen, W. Jin, D. Pan, S. Wang, J. Appl. Polym. Sci. 61, 2185 (1996)CrossRef Y. Chen, Z.-E. Huang, R. Cai, D. Fan, X. Hou, X. Yan, S. Chen, W. Jin, D. Pan, S. Wang, J. Appl. Polym. Sci. 61, 2185 (1996)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat M. Czichy, P. Wagner, L. Grzadziel, M. Krzywiecki, A. Szwajca, M. Lapkowski, J. Zak, D.L. Officer, Electrochim. Acta 141, 51 (2014)CrossRef M. Czichy, P. Wagner, L. Grzadziel, M. Krzywiecki, A. Szwajca, M. Lapkowski, J. Zak, D.L. Officer, Electrochim. Acta 141, 51 (2014)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat P. Piotrowski, K. Zarebska, M. Skompska, A. Kaim, Electrochim. Acta 148, 145 (2014)CrossRef P. Piotrowski, K. Zarebska, M. Skompska, A. Kaim, Electrochim. Acta 148, 145 (2014)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Y. Vida, R. Suau, J. Casado, A. Berlin, J.T.L. Navarrete, E. Perez-Inestrosa, Macromol. Rapid Commun. 28, 1345 (2007)CrossRef Y. Vida, R. Suau, J. Casado, A. Berlin, J.T.L. Navarrete, E. Perez-Inestrosa, Macromol. Rapid Commun. 28, 1345 (2007)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat T.X. Lav, F. Tran-Van, P.H. Aubert, C. Chevrot, Synth. Met. 162, 1923 (2012)CrossRef T.X. Lav, F. Tran-Van, P.H. Aubert, C. Chevrot, Synth. Met. 162, 1923 (2012)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat N. Berton, I. Fabre-Francke, D. Bourrat, F. Chandezon, S. Sadki, J. Phys. Chem. B 113, 14087 (2009)CrossRef N. Berton, I. Fabre-Francke, D. Bourrat, F. Chandezon, S. Sadki, J. Phys. Chem. B 113, 14087 (2009)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat M. Otero, T. Dittrich, J. Rappich, D.A. Heredia, F. Fungo, E. Durantini, L. Otero, Electrochim. Acta 173, 316 (2015)CrossRef M. Otero, T. Dittrich, J. Rappich, D.A. Heredia, F. Fungo, E. Durantini, L. Otero, Electrochim. Acta 173, 316 (2015)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat M. Lanzi, E. Salatelli, T. Benelli, D. Caretti, L. Giorgini, F.P. Di-Nicola, J. Appl. Polym. Sci. 132, 42121 (2015)CrossRef M. Lanzi, E. Salatelli, T. Benelli, D. Caretti, L. Giorgini, F.P. Di-Nicola, J. Appl. Polym. Sci. 132, 42121 (2015)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat T. Benincori, E. Brenna, F. Sannicolo, L. Trimarco, G. Zotti, P. Sozzani, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 35, 648 (1996)CrossRef T. Benincori, E. Brenna, F. Sannicolo, L. Trimarco, G. Zotti, P. Sozzani, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 35, 648 (1996)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat F. Ouhib, A. Khoukh, J.-B. Ledeuil, H. Martinez, J. Desbrieres, C. Dagron Lartigau, Macromolecules 41, 9736 (2008)CrossRef F. Ouhib, A. Khoukh, J.-B. Ledeuil, H. Martinez, J. Desbrieres, C. Dagron Lartigau, Macromolecules 41, 9736 (2008)CrossRef
21.
23.
Zurück zum Zitat S. Miyanishi, Y. Zhang, K. Hashimoto, K. Tajima, Macromolecules 45, 6424 (2012)CrossRef S. Miyanishi, Y. Zhang, K. Hashimoto, K. Tajima, Macromolecules 45, 6424 (2012)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat B. Gholamkhass, T.J. Peckham, S. Holdcroft, Polym. Chem. 1, 708 (2010)CrossRef B. Gholamkhass, T.J. Peckham, S. Holdcroft, Polym. Chem. 1, 708 (2010)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Z. Tan, J. Hou, Y. He, E. Zhou, C. Yang, Y. Li, Macromolecules 40, 1868 (2007)CrossRef Z. Tan, J. Hou, Y. He, E. Zhou, C. Yang, Y. Li, Macromolecules 40, 1868 (2007)CrossRef
26.
27.
Zurück zum Zitat T.A. Skotheim, R.L. Elsenbaumer, J.R. Reynolds (eds.), Handbook of Conducting Polymers, 3rd edn. (Marcel Dekker, New York, 2007) T.A. Skotheim, R.L. Elsenbaumer, J.R. Reynolds (eds.), Handbook of Conducting Polymers, 3rd edn. (Marcel Dekker, New York, 2007)
28.
Zurück zum Zitat A. Akelah, A. Moet, Functionalized conducting polymers and their applications, 1st edn. (Chapman and Hall, London, 1990) A. Akelah, A. Moet, Functionalized conducting polymers and their applications, 1st edn. (Chapman and Hall, London, 1990)
29.
Zurück zum Zitat Y. Gogotsi, Carbon nanomaterials (CRC Taylor and Francis Group, Boca Raton, 2006)CrossRef Y. Gogotsi, Carbon nanomaterials (CRC Taylor and Francis Group, Boca Raton, 2006)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat M. Kobayashi, N. Colaneri, M. Boysel, F. Wudl, A.J. Heeger, J. Chem. Phys. 82, 5717 (1985)CrossRef M. Kobayashi, N. Colaneri, M. Boysel, F. Wudl, A.J. Heeger, J. Chem. Phys. 82, 5717 (1985)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat H. Yashima, M. Kobayashi, K.B. Lee, D. Chung, A.J. Heeger, F. Wudl, J. Electrochem. Soc. 134, 46 (1987)CrossRef H. Yashima, M. Kobayashi, K.B. Lee, D. Chung, A.J. Heeger, F. Wudl, J. Electrochem. Soc. 134, 46 (1987)CrossRef
33.
34.
35.
Zurück zum Zitat A. Drury, S. Burbridge, A.P. Davey, W.J. Balu, J. Mater. Chem. 8, 2353 (1998)CrossRef A. Drury, S. Burbridge, A.P. Davey, W.J. Balu, J. Mater. Chem. 8, 2353 (1998)CrossRef
36.
Zurück zum Zitat C.O. Sánchez, J.C. Bernede, L. Cattin, F.R. Díaz, Synth. Met. 161, 2335 (2011)CrossRef C.O. Sánchez, J.C. Bernede, L. Cattin, F.R. Díaz, Synth. Met. 161, 2335 (2011)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat D.L. Vangeneugden, D.J.M. Vanderzande, J. Salbeck, P.A. van Hal, R.A.J. Janssen, J.C. Hummelen, C.J. Brabec, S.E. Shaheen, N.S. Sariciftci, J. Phys. Chem. B 105, 11106 (2001)CrossRef D.L. Vangeneugden, D.J.M. Vanderzande, J. Salbeck, P.A. van Hal, R.A.J. Janssen, J.C. Hummelen, C.J. Brabec, S.E. Shaheen, N.S. Sariciftci, J. Phys. Chem. B 105, 11106 (2001)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat J.D. Douglas, G. Griffini, T.W. Holcombe, E.P. Young, O.P. Lee, M.S. Chen, J.M.J. Fréchet, Macromolecules 45, 4069 (2012)CrossRef J.D. Douglas, G. Griffini, T.W. Holcombe, E.P. Young, O.P. Lee, M.S. Chen, J.M.J. Fréchet, Macromolecules 45, 4069 (2012)CrossRef
39.
Zurück zum Zitat M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel, G.E. Scuseria, M.A. Robb, J.R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G.A. Petersson, Gaussian 09, revision C.01 (Gaussian Inc, Wallingford, CT, 2009) M.J. Frisch, G.W. Trucks, H.B. Schlegel, G.E. Scuseria, M.A. Robb, J.R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G.A. Petersson, Gaussian 09, revision C.01 (Gaussian Inc, Wallingford, CT, 2009)
40.
Zurück zum Zitat R.V. Asselt, I. Hoogmartens, D. Vanderzande, J. Gelan, P.E. Froehling, M. Aussems, O. Aagaard, R. Schellekens, Synth. Met. 74, 65 (1995)CrossRef R.V. Asselt, I. Hoogmartens, D. Vanderzande, J. Gelan, P.E. Froehling, M. Aussems, O. Aagaard, R. Schellekens, Synth. Met. 74, 65 (1995)CrossRef
41.
Zurück zum Zitat G.R. Fulmer, A.J.M. Miller, N.H. Sherden, H.E. Gottlieb, A. Nudelman, B.M. Stoltz, J.E. Bercaw, K.I. Goldberg, Organometallics 29, 2176 (2010)CrossRef G.R. Fulmer, A.J.M. Miller, N.H. Sherden, H.E. Gottlieb, A. Nudelman, B.M. Stoltz, J.E. Bercaw, K.I. Goldberg, Organometallics 29, 2176 (2010)CrossRef
42.
Zurück zum Zitat G.A. Olah, I. Bucsi, C. Lambert, R. Aniszfeld, N.J. Trivedi, D.K. Sensharma, G.K.S. Prakash, J. Am. Chem. Soc. 113, 9387 (1991)CrossRef G.A. Olah, I. Bucsi, C. Lambert, R. Aniszfeld, N.J. Trivedi, D.K. Sensharma, G.K.S. Prakash, J. Am. Chem. Soc. 113, 9387 (1991)CrossRef
44.
Zurück zum Zitat D.S. Bethune, G. Meijer, W.C. Tang, H.J. Rosen, W.G. Golden, H. Seki, C.A. Brown, M.S. de Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991)CrossRef D.S. Bethune, G. Meijer, W.C. Tang, H.J. Rosen, W.G. Golden, H. Seki, C.A. Brown, M.S. de Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991)CrossRef
45.
Zurück zum Zitat H. Kuzmany, R. Winkler, T. Pichler, J. Phys.: Condens. Matter 7, 6601 (1995) H. Kuzmany, R. Winkler, T. Pichler, J. Phys.: Condens. Matter 7, 6601 (1995)
46.
Zurück zum Zitat B.D. Mistry, A handbook of spectroscopic data-chemistry, 1st edn. (ABD Publishers, Jaipur, 2000) B.D. Mistry, A handbook of spectroscopic data-chemistry, 1st edn. (ABD Publishers, Jaipur, 2000)
47.
Zurück zum Zitat D.-W. Yan, W. Liu, H.-Z. Wang, C.-R. Wang, Mater. Trans. 48, 700 (2007)CrossRef D.-W. Yan, W. Liu, H.-Z. Wang, C.-R. Wang, Mater. Trans. 48, 700 (2007)CrossRef
48.
Zurück zum Zitat T. Pradeep, F. D’Souza, G.N. Subbanna, V. Krishnan, C.N.R. Rao, Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.) 103, 685 (1991) T. Pradeep, F. D’Souza, G.N. Subbanna, V. Krishnan, C.N.R. Rao, Proc. Indian Acad. Sci. (Chem. Sci.) 103, 685 (1991)
49.
Zurück zum Zitat S. Leach, M. Vervloet, A. Despres, E. Breheret, J.P. Hare, T.J. Dennis, H.W. Kroto, R. Taylor, D.R.M. Walton, Chem. Phys. 160, 451 (1992)CrossRef S. Leach, M. Vervloet, A. Despres, E. Breheret, J.P. Hare, T.J. Dennis, H.W. Kroto, R. Taylor, D.R.M. Walton, Chem. Phys. 160, 451 (1992)CrossRef
50.
Zurück zum Zitat A. Hirsch, A. Soi, H.R. Karfunhel, Angew. Chem. Int. Ed. 31, 766 (1992)CrossRef A. Hirsch, A. Soi, H.R. Karfunhel, Angew. Chem. Int. Ed. 31, 766 (1992)CrossRef
51.
Zurück zum Zitat A. Dkhissi, F. Ouhib, A. Chaalane, R.C. Hiorns, C. Dagron-Lartigau, P. Iratcabal, J. Desbrieres, C. Pouchan, Phys. Chem. Chem. Phys. 14, 5613 (2012)CrossRef A. Dkhissi, F. Ouhib, A. Chaalane, R.C. Hiorns, C. Dagron-Lartigau, P. Iratcabal, J. Desbrieres, C. Pouchan, Phys. Chem. Chem. Phys. 14, 5613 (2012)CrossRef
52.
Zurück zum Zitat J.-F. Wang, J.-K. Feng, A.-M. Ren, X.-D. Liu, Y.-G. Ma, P. Lu, H.-X. Zhang, Macromolecules 37, 3451 (2004)CrossRef J.-F. Wang, J.-K. Feng, A.-M. Ren, X.-D. Liu, Y.-G. Ma, P. Lu, H.-X. Zhang, Macromolecules 37, 3451 (2004)CrossRef
53.
54.
Zurück zum Zitat G. Kalita, S. Adhikari, H.R. Aryal, M. Umeno, R. Afre, T. Soga, M. Sharon, Appl. Phys. Lett. 92, 063508 (2008)CrossRef G. Kalita, S. Adhikari, H.R. Aryal, M. Umeno, R. Afre, T. Soga, M. Sharon, Appl. Phys. Lett. 92, 063508 (2008)CrossRef
55.
Zurück zum Zitat S. Fantacci, F. De Angelis, A. Selloni, J. Am. Chem. Soc. 125, 4381 (2003)CrossRef S. Fantacci, F. De Angelis, A. Selloni, J. Am. Chem. Soc. 125, 4381 (2003)CrossRef
56.
Zurück zum Zitat Q.-D. Ling, S.-L. Lim, Y. Song, C.-X. Zhu, D.S.-H. Chan, E.-T. Kang, K.-G. Neoh, Langmuir 23, 312 (2007)CrossRef Q.-D. Ling, S.-L. Lim, Y. Song, C.-X. Zhu, D.S.-H. Chan, E.-T. Kang, K.-G. Neoh, Langmuir 23, 312 (2007)CrossRef
57.
Zurück zum Zitat J.L. Bredas, R. Silbey, D.S. Boudreaux, R.R. Chance, J. Am. Chem. Soc. 105, 6555 (1983)CrossRef J.L. Bredas, R. Silbey, D.S. Boudreaux, R.R. Chance, J. Am. Chem. Soc. 105, 6555 (1983)CrossRef
58.
Zurück zum Zitat Y.Z. Lee, X.W. Chen, S.A. Chen, P.K. Wei, W.S. Fan, J. Am. Chem. Soc. 123, 2296 (2001)CrossRef Y.Z. Lee, X.W. Chen, S.A. Chen, P.K. Wei, W.S. Fan, J. Am. Chem. Soc. 123, 2296 (2001)CrossRef
59.
61.
Zurück zum Zitat N.S. Sariciftci, L. Smilowitz, A.J. Heeger, F. Wudl, Science 258, 1474 (1992)CrossRef N.S. Sariciftci, L. Smilowitz, A.J. Heeger, F. Wudl, Science 258, 1474 (1992)CrossRef
62.
Zurück zum Zitat D. Jarzab, F. Cordella, M. Lenes, F.B. Kooistra, P.W.M. Blom, J.C. Hummelen, M.A. Loi, J. Phys. Chem. B 113, 16513 (2009)CrossRef D. Jarzab, F. Cordella, M. Lenes, F.B. Kooistra, P.W.M. Blom, J.C. Hummelen, M.A. Loi, J. Phys. Chem. B 113, 16513 (2009)CrossRef
Metadaten
Titel
Synthesis and characterization of a novel poly(isothianaphthene)–C60 double-cable polymer
verfasst von
Alagar Ramar
Ramiah Saraswathi
Publikationsdatum
14.10.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 1/2016
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-3826-1

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