【摘要】：二維碳材料石墨烯因其獨(dú)特的力學(xué)、熱學(xué)、光電和化學(xué)性質(zhì)而在眾多領(lǐng)域興起了廣泛的研究熱潮,于此同時,人們也研究了石墨烯衍生物所帶來的一些新的優(yōu)異性能。氧化石墨烯與石墨烯類似,都是一類具有單層碳原子分布的二維材料,只是在其周圍含有較多的含氧官能團(tuán)(例如,羧基和羥基),這使得氧化石墨烯在溶劑中具有比石墨烯更好的分散性,這極大的拓展了石墨烯的應(yīng)用。卟啉作為一種大π共軛的電子體系化合物,可以產(chǎn)生電子離域作用,而且卟啉環(huán)具有易于修飾的特點(diǎn),因此卟啉類化合物長期以來表現(xiàn)出優(yōu)異的非線性光學(xué)性能。通過卟啉類化合物共價功能化氧化石墨烯不但可以有效的改善氧化石墨烯在溶劑中分散性,還能夠結(jié)合卟啉和氧化石墨烯兩者本身的獨(dú)特優(yōu)勢,從而制備出具有優(yōu)異特殊性能的光電功能材料。本論文利用共價鍵連接氧化石墨烯與卟啉類化合物從而提高雜化材料的三階非線性光學(xué)效應(yīng)。主要研究成果如下:第二章通過親核取代的方式對氧化石墨烯進(jìn)行表面羧基化,制得了一種表面富含羧基的氧化石墨烯(GO-CH_2COOH),然后通過酯化反應(yīng)將單羥基卟啉分別引入到GO-CH_2COOH和GO的表面,由此合成了兩種不同共價連接方式的非線性光學(xué)材料GO-TPP和GO-CH_2COOTPP。然后通過多種表征方式,主要包括紫外-可見吸收光譜、傅里葉紅外光譜、熱重分析、拉曼光譜、X射線光電子能譜、掃描電鏡、熒光光譜等為兩種雜化材料的成功合成提供依據(jù)。最后通過Z-掃描實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究了材料在532 nm激發(fā)波長下的非線性光學(xué)性能,結(jié)果表明兩種雜化材料均具有顯著增強(qiáng)的反飽和吸收與非線性正折射,對比兩種氧化石墨烯雜化材料,我們發(fā)現(xiàn)GO-CH_2COOTPP比GO-TPP具有更好的非線性光學(xué)響應(yīng)。第三章通過席夫堿反應(yīng)來構(gòu)筑了兩種四氨基卟啉有機(jī)共價聚合物COP-1、COP-2,通過共價連接的方式利用COP-1與COP-2對氧化石墨烯(GO)進(jìn)行功能化,合成了兩種納米雜化功能材料GO-COP-1和GO-COP-2。通過一系列測試手段(紫外-可見吸收光譜、傅里葉紅外光譜、X射線光電子能譜、拉曼光譜、掃描電鏡、熒光光譜)對樣品進(jìn)行了結(jié)構(gòu)、形貌與光譜分析。同時Z-掃描技術(shù)測試的結(jié)果表明合成的兩種雜化材料均具有比卟啉有機(jī)共價聚合物單體和GO增強(qiáng)的非線性吸收,且含有羥基的卟啉有機(jī)聚合物增加的幅度更大。第四章主要論述了三種鑭系金屬(鑭、釹、銪)卟啉(MTPP)與鑭系金屬卟啉-氧化石墨烯雜化材料的制備及結(jié)構(gòu)學(xué)與光譜學(xué)性質(zhì)的研究。我們通過傅里葉紅外光譜、拉曼光譜、X射線光電子能譜、紫外-可見吸收光譜、熒光光譜學(xué)等測試手段證明雜化材料的成功合成。研究結(jié)果表明,我們所制備的材料表現(xiàn)出一定的熒光猝滅效應(yīng),鑭系金屬卟啉與氧化石墨烯之間存在較強(qiáng)的電子與能量的轉(zhuǎn)移作用。
【圖文】：

）與葉綠素（鎂卟啉），血紅蛋白存在血管的重要結(jié)構(gòu)，而葉綠素則對光合作-碳原子將四個次甲基碳連接起來的具有吩具有芳香性，而連有取代基的卟吩即四苯基卟啉的結(jié)構(gòu)示意圖，，從圖中我們：四個中位（meso）點(diǎn)和八個β位點(diǎn)，苯基所取代的一種結(jié)構(gòu)高度對稱的卟啉了廣泛的改進(jìn)，卟啉分子不僅可以改變吩環(huán)的大小也可以進(jìn)行修飾，進(jìn)而形成生物的結(jié)構(gòu)多樣而且易于修飾等特點(diǎn)，傳感器、催化劑、光動力療法，顯色劑

hene)是一類緊密堆積的單層 sp2雜化碳原子組碳材料，其理論厚度僅為 0.344 nm，而且相鄰的結(jié)構(gòu)造成了石墨烯優(yōu)異的力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)構(gòu)圖。2004 年英國科學(xué)家 Andre Geim 和 Ko出單層的石墨烯，從此便推翻了人們對于二維 Andre Geim 和 Konstantin Novoselov 也因這一。自此引發(fā)了眾多研究者對與石墨烯材料的料便一直是研究者們工作的重心。由于特殊的在光、電、熱、力學(xué)等領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注，進(jìn)而調(diào)節(jié)它的結(jié)構(gòu)與性能，因此石墨烯迅速成石墨烯材料人們做了大量的研究工作，例如，劑、藥物傳遞、超級電容器等方面的廣泛應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O437;TB34

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張現(xiàn)俠;陳燦玉;;水溶性卟啉及金屬卟啉在DNA中的研究進(jìn)展[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2012年24期

本文編號：2594734