本文關(guān)鍵詞：金屬卟啉配合物的設(shè)計、合成及其光學(xué)性質(zhì)研究

  更多相關(guān)文章： 金屬卟啉配合物 三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換 量子效率

【摘要】：金屬卟啉配合物通常具有較強(qiáng)的可見光與近紅外光吸收能力、良好的熱穩(wěn)定性與化學(xué)穩(wěn)定性、激發(fā)能量低、激發(fā)波長可調(diào)等許多優(yōu)點(diǎn),在光動力學(xué)治療、光電器件、光催化以及三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換(TTA-UC)等領(lǐng)域中有極大的潛在應(yīng)用價值,因此受到了廣泛關(guān)注。卟啉的共軛中心與金屬原子配位,能實(shí)現(xiàn)重原子效應(yīng)最大化,從而提高系間竄越(ISC)效率和吸光能力。卟啉與卟啉配合物能級滿足卟啉配體內(nèi)(1IL)激發(fā)態(tài)能級略高于卟啉配合物金屬到配體的電荷轉(zhuǎn)移(1MLCT)激發(fā)態(tài)能級,卟啉配體內(nèi)(3IL)激發(fā)態(tài)能級略低于卟啉配合物金屬到配體的電荷轉(zhuǎn)移(3MLCT)激發(fā)態(tài)能級,使卟啉配合物獲得配體內(nèi)(3IL)激發(fā)態(tài)布居,從而獲得更長壽命的三重態(tài)。具有多個吸收帶的金屬卟啉配合物對可見光有更高的利用率,對TTA上轉(zhuǎn)換的應(yīng)用更有利。本論文設(shè)計、合成了一系列可見光吸收能力強(qiáng)、激發(fā)波長可調(diào)的不同金屬中心的卟啉配合物和不同配體結(jié)構(gòu)的鋅卟啉配合物。通過研究其光物理性質(zhì),將配合物應(yīng)用到三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換(TTA-UC)。其主要內(nèi)容如下:(1)基于不同金屬中心的卟啉配合物TTA上轉(zhuǎn)換研究我們設(shè)計、合成了一系列的金屬卟啉配合物PdPFPP、PtPFPP、ZnPFPP、CuPFPP、CoPFPP、NiPFPP和P1。通過對比各種金屬卟啉配合物光物理性質(zhì)以及TTA-UC量子效率可知:最大吸收處摩爾吸收系數(shù)從NiPFPP的1.3×105 M~(-1)cm~(-1)增加到ZnPFPP的4.0×105 M~(-1)cm~(-1),CuPFPP、CoPFPP和NiPFPP三種配合物不發(fā)光,PdPFPP、PtPFPP、ZnPFPP和P1激發(fā)態(tài)壽命分別為186.97μs、24.99μs、1.53 ns和293.93μs,TTA上轉(zhuǎn)換量子效率分別為29.2%、24.7%、11.4%和35.6%。通過以上對比可知,吸光能力越強(qiáng)和激發(fā)態(tài)壽命更長,TTA上轉(zhuǎn)換量子效率更高。(2)基于不同配體結(jié)構(gòu)的鋅卟啉配合物TTA上轉(zhuǎn)換研究我們設(shè)計、合成了不同配體結(jié)構(gòu)的鋅卟啉配合物P_2、P_3、P_4和P_5,對比鋅配合物的光物理性質(zhì)與TTA-UC量子效率可知:最大吸收處摩爾吸收系數(shù)從ZnPFPP的4.0×105 M~(-1)cm~(-1)增加到P5的16.8×105 M~(-1)cm~(-1),激發(fā)態(tài)壽命分別為1.53 ns、1.68 ns、1.74 ns、1.70 ns和1.69ns,TTA上轉(zhuǎn)換量子效率分別為11.4%、0%、14.3%、12.1%和17.9%。通過以上對比可知隨著鋅配合物卟啉中心的增加,配合物吸光能力增強(qiáng),TTA上轉(zhuǎn)換量子效率也得到提高。
【關(guān)鍵詞】：金屬卟啉配合物 三重態(tài)-三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換 量子效率
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O641.4
【目錄】：

• 專用術(shù)語注釋表4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-26
• 1.1 前言10
• 1.2 卟啉化合物的主要合成方法簡介10-13
• 1.2.1 Alder-Longo方法10-11
• 1.2.2 MacDonald法11
• 1.2.3 Lindsey法11-12
• 1.2.4 郭燦城法12-13
• 1.2.5 固體熔融合成法13
• 1.3 卟啉及其金屬卟啉配合物的應(yīng)用進(jìn)展13-20
• 1.3.1 在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用13-15
• 1.3.2 在催化方面的應(yīng)用15-17
• 1.3.3 在能源方面的應(yīng)用17-18
• 1.3.4 在太陽能電池方面的應(yīng)用18-20
• 1.4 TTA上轉(zhuǎn)換的研究20-24
• 1.4.1 TTA-UC的機(jī)理21
• 1.4.2 TTA-UC的條件21-22
• 1.4.3 TTA-UC量子效率的測定22
• 1.4.4 溶液中常見的上轉(zhuǎn)換發(fā)光體系22-24
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容24-26
• 1.5.1 敏化劑分子的設(shè)計24
• 1.5.2 基于不同金屬中心的卟啉配合物對上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響24
• 1.5.3 基于不同配體結(jié)構(gòu)的鋅卟啉配合物對上轉(zhuǎn)換發(fā)光的影響24-26
• 第二章 金屬卟啉配合物的合成以及表征26-38
• 2.1 主要化學(xué)藥品以及試劑26-28
• 2.2 基于不同金屬中心卟啉配合物的合成及表征28-34
• 2.2.1 PFPP的合成及表征28
• 2.2.2 PdPFPP的合成及表征28-29
• 2.2.3 PtPFPP的合成及表征29-30
• 2.2.4 ZnPFPP和CuPFPP的合成及表征30
• 2.2.5 NiPFPP和CoPFPP的合成及表征30-31
• 2.2.6 P_1的合成及表征31-34
• 2.3 基于不同配體結(jié)構(gòu)的鋅卟啉配合物的合成和表征34-37
• 2.3.1 配合物P_2的合成35
• 2.3.2 配合物P_3的合成35-36
• 2.3.3 配合物P_4的合成36
• 2.3.4 配合物P_5的合成36-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 基于不同金屬中心的卟啉配合物TTA-UC性能研究38-52
• 3.1 測試條件以及研究方法39-41
• 3.1.1 測試條件39
• 3.1.2 測試儀器39-40
• 3.1.3 單線態(tài)氧的檢測40
• 3.1.4 TTA-UC量子效率的測定40-41
• 3.2 結(jié)果與討論41-51
• 3.2.1 光物理性質(zhì)41-46
• 3.2.2 TTA-UC現(xiàn)象的檢測46-48
• 3.2.3 TTA-UC隨激發(fā)功率的變化光譜48-49
• 3.2.4 單線態(tài)氧的檢測49-51
• 3.3 本章小結(jié)51-52
• 第四章 基于不同配體結(jié)構(gòu)的鋅卟啉配合物TTA-UC性能研究52-66
• 4.1 測試條件及研究方法54-55
• 4.1.1 測試條件54
• 4.1.2 測試儀器54
• 4.1.3 單線態(tài)氧的檢測54-55
• 4.1.4 TTA-UC量子效率的測定55
• 4.2 結(jié)果與討論55-65
• 4.2.1 光物理性質(zhì)55-60
• 4.2.2 TTA-UC現(xiàn)象的檢測60-62
• 4.2.3 TTA-UC隨激發(fā)功率的變化光譜62-63
• 4.2.4 單線態(tài)氧的檢測63-65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 第五章 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-74
• 附錄1 部分化合物的質(zhì)譜和核磁圖74-84
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文84-85
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利85-86
• 附錄4 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目86-87
• 致謝87

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