蒽醌氧桥双核锌酞菁的合成与性能

发布时间：2024-05-19 04:15

　　酞菁及其衍生物是一种典型的近红外区染料,因为π-π~*跃迁引起强烈的Q带吸收而成为研究者关注的重点,并且由于其易修饰的π电子系统、较高的热稳定性和化学稳定性等特点,是染料敏化太阳能电池的理想敏化剂。但酞菁的光谱响应带隙较窄且易引起π-π堆积,溶解性差,这些因素制约了其进一步的发展。蒽醌氧桥半柔性基团连接而成的双核酞菁不仅在一定程度上扩大了大环共轭结构,而且极大地改善酞菁的溶解性。本文以蒽醌氧桥作为连接基团,连接两个单核酞菁分子,在增强酞菁分子间电子流动的同时,又能在400-600nm范围内引起光谱吸收,弥补酞菁吸收光谱在400-600nm无吸收的缺陷。同时以半柔性氧桥连接两个单核酞菁分子,使两个酞菁分子连接存在一定的角度差,处在非同一平面内,极大程度地减少酞菁分子因π-π共轭引起的堆积现象。以1,5-二羟基蒽醌、4-硝基邻苯二甲腈、3,5-二甲基苯酚、β-萘酚、叔丁基苯酚、对甲基苯酚及对甲基硫酚等为原料,通过亲电取代反应合成六种邻苯二甲腈衍生物:1,5-二[4-(1,2-二腈基)苯氧基]蒽醌(1)、4-(3,5-二甲基苯氧基)邻苯二甲腈(2)、4-(β-萘氧基)邻苯二甲腈(3)、4-(...

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图1双核酞菁的合成路线

2种双核酞菁的合成路线如图1所示。首先由1,5-二羟基蒽醌和4-硝基邻苯二甲腈合成蒽醌氧桥(化合物Ⅰ)，蒽醌氧桥作为桥连基团连接2个双核酞菁，一方面弥补酞菁在紫外-可见光谱400～600nm无吸收波长的不足，增强2个酞菁环分子内的电子流动[15];另一方面半柔性氧桥基团连接2个....

图2无取代酞菁、D-CPc、β-CPc的UV-Vis吸收光谱

酞菁类衍生物的吸收光谱有明显的B带和Q带特征峰，即由电子从较低能级轨道向LUMO轨道跃迁引起的B带和由电子从HOMO轨道向LUMO轨道跃迁引起的Q带[17]。Q带吸收位于红外及近红外区，易引起迁移，是酞菁类染料引起关注的原因所在。单核酞菁、D-CPc、和β-CPc同一浓度下的紫外....

图3D-CPc在DMF中不同浓度的吸收光谱

酞菁因分子之间强烈的耦合作用而容易引起团聚，造成酞菁紫外-可见性光吸收峰蓝移，所以解决酞菁聚集是实现酞菁应用的关键点。以DMF为溶剂配置0.1×10-5～1.0×10-5mol/L不同浓度的D-CPc、β-CPc溶液，测定其UV-Vis吸收光谱并加以比较，结果如图3和图4所示。由....

图4β-CPc在DMF中不同浓度的吸收光谱

图3D-CPc在DMF中不同浓度的吸收光谱2.3电化学测试

本文编号：3977587