有序卟啉复合薄膜的自导向组装及其性能研究
[Abstract]:The microstructure, assembly method and method of 3D organometallic skeleton material (MOFs) film directly affect its properties. Therefore, how to design structural units and construct stable and excellent three-dimensional ordered thin films through a simple process has become one of the key research directions in this field. Metalloporphyrins are easy to modulate and have high thermal and chemical stability. Metalloporphyrins are widely used in optoelectronic devices, catalysis and molecular recognition. Therefore, the construction of MOFs thin films with metalloporphyrins as structural units can regulate the structure of MOFs thin films more precisely and enrich their properties. In this thesis, we designed and synthesized a novel cobalt porphyrin monomer modified by cage silsesquioxane, which can be self-directed assembled in three dimensional direction. Based on the structural characteristics of porphyrin monomers and induced by conjugated double tooth bridged ligands, the monomers were arranged directionally and assembled in three dimensional direction, and a variety of stable and ordered porphyrin complex films were constructed. Furthermore, the relationship between its structure and optoelectronic properties is studied. The main research contents are as follows: the Alder-Longo method was improved by introducing oxygen into the reaction process, and the cobalt complexes of tetracarboxylphenyl porphyrin and tetracarboxylphenyl porphyrin were prepared simply and rapidly. The products were characterized by UV, IR and MS. A new type of porphyrin monomer with axial coordination ability (cobalt ion in the center of porphyrin ring) and horizontal hydrolysis-polymerization ability (with siloxane around the porphyrin) was synthesized by acyl chlorination and silanization of cobalt tetracarboxylphenyl porphyrin, respectively. The products were characterized by UV, IR, NMR and so on. In order to promote the coordination bond (axial, the drilling ion at the center of the porphyrin ring with the bridged ligand) and the covalent bond (horizontal direction), 4, 4 bipyridine induced directional arrangement of cobalt porphyrin monomers induced by silanization of cobalt porphyrin monomers in order to promote the coordination bond (axial, the drilling ion at the center of the porphyrin ring coordinate with the bridged ligand), Stable and highly photoactive porphyrin MOFs thin films were constructed rapidly by self-directed assembly with the main driving force of hydrolysis-polymerization of sioxane around porphyrins. The microstructure, morphology and photoelectric properties of the composite film were characterized and analyzed by small angle X-ray diffraction, specific surface area analysis, thermogravimetric analysis, atomic force microscope, transmission electron microscope and electrochemistry. The results show that the porphyrin MOFs thin films have mesoporous structure, and the horizontal direction C-Si-O-Si-C network is used as the optically inactivated spacer, which reduces the stacking density of the porphyrin and the direct interaction between the molecules. The MOFs thin films have high heat resistance. 4, the axial coordination of 4 渭 bipyridine with cobalt ions in the center of the porphyrin ring ensures the orderly assembly of the porphyrin monomers in the axial direction, and at the same time effectively promotes the electron transfer. The ordered porphyrin MOFs thin films have higher photoelectric response and stability. Using 4, 4 bipyridine, pyridine acetylene and pyridine porphyrins as double dentate bridged ligands, three ordered porphyrin MOFs thin films were self-directed. The effects of ligands, molecular length, conjugated properties and stability on the microstructure, morphology and optoelectronic properties of Porphyrins MOFs thin films were studied in detail by means of structural characterization and performance tests.
【学位授予单位】:上海应用技术学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB383.2
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