酞菁及其衍生物是一種典型的近紅外區(qū)染料,因為π-π~*躍遷引起強烈的Q帶吸收而成為研究者關(guān)注的重點,并且由于其易修飾的π電子系統(tǒng)、較高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點,是染料敏化太陽能電池的理想敏化劑。但酞菁的光譜響應(yīng)帶隙較窄且易引起π-π堆積,溶解性差,這些因素制約了其進一步的發(fā)展。蒽醌氧橋半柔性基團連接而成的雙核酞菁不僅在一定程度上擴大了大環(huán)共軛結(jié)構(gòu),而且極大地改善酞菁的溶解性。本文以蒽醌氧橋作為連接基團,連接兩個單核酞菁分子,在增強酞菁分子間電子流動的同時,又能在400-600nm范圍內(nèi)引起光譜吸收,彌補酞菁吸收光譜在400-600nm無吸收的缺陷。同時以半柔性氧橋連接兩個單核酞菁分子,使兩個酞菁分子連接存在一定的角度差,處在非同一平面內(nèi),極大程度地減少酞菁分子因π-π共軛引起的堆積現(xiàn)象。以1,5-二羥基蒽醌、4-硝基鄰苯二甲腈、3,5-二甲基苯酚、β-萘酚、叔丁基苯酚、對甲基苯酚及對甲基硫酚等為原料,通過親電取代反應(yīng)合成六種鄰苯二甲腈衍生物:1,5-二[4-(1,2-二腈基)苯氧基]蒽醌(1)、4-(3,5-二甲基苯氧基)鄰苯二甲腈(2)、4-(β-萘氧基)鄰苯二甲腈(3)、4-(...

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1雙核酞菁的合成路線

2種雙核酞菁的合成路線如圖1所示。首先由1,5-二羥基蒽醌和4-硝基鄰苯二甲腈合成蒽醌氧橋(化合物Ⅰ)，蒽醌氧橋作為橋連基團連接2個雙核酞菁，一方面彌補酞菁在紫外-可見光譜400～600nm無吸收波長的不足，增強2個酞菁環(huán)分子內(nèi)的電子流動[15];另一方面半柔性氧橋基團連接2個....

圖2無取代酞菁、D-CPc、β-CPc的UV-Vis吸收光譜

酞菁類衍生物的吸收光譜有明顯的B帶和Q帶特征峰，即由電子從較低能級軌道向LUMO軌道躍遷引起的B帶和由電子從HOMO軌道向LUMO軌道躍遷引起的Q帶[17]。Q帶吸收位于紅外及近紅外區(qū)，易引起遷移，是酞菁類染料引起關(guān)注的原因所在。單核酞菁、D-CPc、和β-CPc同一濃度下的紫外....

圖3D-CPc在DMF中不同濃度的吸收光譜

酞菁因分子之間強烈的耦合作用而容易引起團聚，造成酞菁紫外-可見性光吸收峰藍移，所以解決酞菁聚集是實現(xiàn)酞菁應(yīng)用的關(guān)鍵點。以DMF為溶劑配置0.1×10-5～1.0×10-5mol/L不同濃度的D-CPc、β-CPc溶液，測定其UV-Vis吸收光譜并加以比較，結(jié)果如圖3和圖4所示。由....

圖4β-CPc在DMF中不同濃度的吸收光譜

圖3D-CPc在DMF中不同濃度的吸收光譜2.3電化學(xué)測試

本文編號：3977587