无机凝胶基质中原位合成金属酞菁的研究

发布时间：2020-07-04 18:59

【摘要】： 酞菁配合物是一种具有平面共轭π电子的大环配合物。因其骨架结构特征和可通过选择中心离子、轴向配体和在酞菁环上引入功能性取代基等方法进行分子筛选与组装得到具有特殊的物理化学性质和光、电、催化等功能的材料，而引起化学家和材料学家的浓厚兴趣。将酞菁及其金属配合物引入具有优良理化性能和光学透明性的无机玻璃基质，对于开拓一类新型有机/无机复合光电功能材料、实现酞菁的材料化和器件化意义重大。然而，酞菁的非水溶性使其难以采用基于物理分散的溶胶-凝胶技术制备复合材料。虽然可以采用化学方法通过引入水溶性或醇溶性取代基以提高其在水或醇中的溶解度，但在胶束系统中以单体形式存在的浓度仍受到限制，极大地影响了复合材料的光学性能。 本文基于原位合成的思路，应用紫外-可见吸收光谱、红外光谱、元素分析等测试技术系统地研究了金属酞菁配合物在无机固相基质中的原位合成条件、机理及动力学过程。经综合研究、表征，确认在SiO2凝胶玻璃基质中成功地合成了以单体形式存在的金属钴、镍、铜的酞菁配合物，且最高合成浓度可接近5×10-4（MPc/SiO2摩尔数比），实现了金属酞菁在基质中的重掺杂和低二聚化。探讨了金属酞菁在SiO2凝胶玻璃基质中原位合成的机理，表明可以通过选择和设计凝胶玻璃基质和中心金属离子有目的地合成目标酞菁配合物，进一步证实原位合成的化学复合方法具有可设计性和良好适用性，为研制、开发一系列新型、高效的有机/无机复合光功能材料提供了新思路，具有重要的创新性和应用价值。 采用紫外-可见吸收光谱对金属酞菁原位合成的动力学过程进行了跟踪研究，并借助标准浓度曲线确定了复合体系在不同温度和热处理时间条件下金属酞菁的产率。在此基础上，采用演绎法和拟合法对不同名义掺杂浓度分别建立动力学理论模型，求得反应级数及速率常数等动力学参数，并对其进行了自洽解释。
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：TB324
【图文】：

然后在一定温度下经过水解和缩聚反应而逐渐凝胶化，再经干燥和烧结等处理制成所需材料，如图1-1。概括而言，溶胶-凝胶法的基本原理可以用两个阶段来表述：（1）水解反应：先驱体如金属醇盐 M(OR)n与水反应：MORxHOMOHORxROHnxnx+ + ()()()2反应可延续进行，直至生成 M（OH）。图 1-1 溶胶-凝胶工艺流程图（2）缩聚反应，可分为：失水缩聚：-M-OH+HO-M -M-O-M-+H2O失醇缩聚：-M-OR+HO-M -M-O-M-+ROH

图 1-2 无金属酞菁（化合物 1）及金属酞菁（化合物 2）的结外扩展，因此，酞菁又叫四氮杂四苯并卟啉。这种结构与hin）、叶绿素（chlorophyll）以及血红素（Hemin）很相似

【参考文献】

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本文编号：2741455