富勒烯的出現促進了碳材料領域的發(fā)展,一系列具有特定官能團的不同π體系的富勒烯衍生物被成功地合成出來并應用于不同領域,如藥物靶向傳遞的載體、光伏材料以及超分子化學,而近年來富勒烯衍生物由于其良好的電子傳輸能力在鈣鈦礦太陽能電池領域受到了廣泛地關注。我們通過富勒烯陽離子中間體的反應設計了諸如分子內重排反應、分子內成環(huán)反應、分子間偶聯反應等一系列反應并合成了一系列可應用于鈣鈦礦太陽能電池中的新類型富勒烯衍生物。同時,內嵌鋰離子富勒烯作為少有的可被完全表征的內嵌富勒烯也由于其相較于富勒烯更高的反應活性獲得了更加廣泛的研究與應用。本文主要研究了富勒烯以及內嵌鋰離子富勒烯的官能化反應以及探究了反應機理,同時將所得到的的產物應用到了鈣鈦礦太陽能電池中,研究結果如下:1.我們通過銀催化下的八溴取代富勒烯經富勒烯陽離子的反應途徑成功合成了一系列八烷氧基以及八芳基取代的52π共軛的富勒烯衍生物。合成的八取代富勒烯衍生物得到了系統(tǒng)的表征,循環(huán)伏安法計算得到的結果顯示八取代富勒烯衍生物具有廣泛可調節(jié)的LUMO軌道,同時聚集態(tài)分析顯示其在一般高極性溶劑中均具有很好的溶解度。2.我們通過弱氧化劑溴化銅實現了由富勒...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 富勒烯的化學性質
        1.1.1 富勒烯的多取代反應
        1.1.2 富勒烯陽離子化學
        1.1.3 含多元環(huán)的富勒烯反應
    1.2 內嵌鋰離子富勒烯
        1.2.1 內嵌鋰離子富勒烯的合成與分離
        1.2.2 內嵌鋰離子富勒烯的化學修飾
        1.2.3 內嵌鋰離子富勒烯的中性還原
    1.3 內嵌鋰離子富勒烯在鈣鈦礦太陽能電池中的應用
        1.3.1 內嵌鋰離子富勒烯作為PSC中的p型摻雜劑
        1.3.2 內嵌鋰離子富勒烯作為PSC中的電子傳輸層
    參考文獻
第二章 八取代富勒烯的選擇性合成
    2.1 引言
        2.2.1 原料
        2.2.2 儀器與表征
        2.2.3 八溴代富勒烯的合成
        2.2.4 八烷基取代富勒烯的合成與表征
        2.2.5 八取代富勒烯的實驗條件優(yōu)化
        2.2.6 八取代富勒烯的底物擴充
    2.3 結果與討論
        2.3.1 八取代富勒烯的電化學性能
        2.3.2 八取代富勒烯的單晶結構
        2.3.3 八取代富勒烯在溶液中的聚集態(tài)效應研究
        2.3.4 八取代富勒烯的核磁表征
    2.4 結論
    參考文獻
第三章 富勒烯酮的一步氧化反應
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原料
        3.2.2 儀器與表征
        3.2.3 富勒烯酮的合成
        3.2.4 合成富勒烯酮的同位素標記實驗
        3.2.5 合成富勒烯酮的自由基捕捉實驗
        3.2.6 合成富勒烯酮的反應動力學實驗
        3.2.7 合成富勒烯酮實驗條件優(yōu)化
    3.3 結果與討論
        3.3.1 對富勒烯酮反應的同位素標記實驗
        3.3.2 對富勒烯酮反應的動力學探究
        3.3.3 對富勒烯酮反應的反應機理的探究
        3.3.4 DFT計算對富勒烯酮反應的反應機理的應證
    3.4 結論
    參考文獻
第四章 內嵌鋰離子富勒烯的動力學與器件研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 原料
        4.2.2 儀器與表征
        4.2.3 內嵌鋰離子苯基—C₆₁—丁酸異甲酯的合成
        4.2.4 重疊峰分析的數學方法
        4.2.5 反向鈣鈦礦太陽能電池的制備
    4.3 結果與討論
        4.3.1 動力學的計算
        4.3.2 內嵌鋰離子苯基—C61—丁酸異甲酯的反應機理探究
        4.3.3 外加雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰的實驗
        4.3.4 DFT計算對反應機理的應證
        4.3.5 反向鈣鈦礦太陽能電池的器件性能
    4.4 結論
    參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果



本文編號：3823975