以螺二芴为母体的光控荧光传感器以及双光子光致变色材料

发布时间：2017-08-18 13:10

  本文关键词：以螺二芴为母体的光控荧光传感器以及双光子光致变色材料

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【摘要】：分子逻辑器件具有体积小,存储量大,便于设计等特点。利用分子逻辑器件能够实现比硅元件更高的存储密度,为分子存储提供了可能。双光子光致变色材料具有较强的双光子吸收,能够实现多层存储的立体存储方式,而光致变色性能保证了材料可擦写多次利用。因此,双光子光致变色材料为分子存储提供了另一条可靠的思路。螺二芴类化合物具有较强的荧光量子产率以及易于修饰成为有强双光子吸收的材料,所以本课题研究的对象均以螺二芴为母体,通过接枝三苯胺和二芳基乙烯成为特定的功能材料。本文主要通过以下三个部分介绍论文的工作内容:第一部分:合成了三个以螺二芴为母体的化合物SPF-TPA、SPF-NP和TM1,并对它们的结构进行了表征;第二部分:通过紫外光谱和荧光光谱研究了在254nm光照下,SPF-TPA和SPF-NP对含氯有机溶剂的响应情况,以及它们在不同p H下紫外光谱和荧光光谱的变化。利用它们对含氯有机溶剂和H+的响应构建了复杂的逻辑门,为单分子构建逻辑电路提供了新的可能。第三部分:对TM1的紫外吸收和荧光发射进行了测定,采用双光子荧光法测定了TM1的双光子吸收截面为658.26GM,但在研究过程中,发现TM1并不存在光致变色的现象,对TM1不存在光致变色性质的原因进行了探讨。
【关键词】：螺二芴 荧光传感 双光子 光致变色 逻辑门
【学位授予单位】：上海师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP212;O626
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-29
• 1.1 引言10
• 1.2 螺二芴化合物的基本性质以及应用10-16
• 1.2.1 螺二芴化合物的合成与结构特点10-11
• 1.2.2 螺二芴化合物的应用11-16
• 1.3 分子逻辑门16-17
• 1.4 二芳基乙烯类光致变色化合物的研究进展17-23
• 1.4.1 光致变色化合物的概念和分类17-18
• 1.4.2 光致变色化合物的应用18-23
• 1.5 双光子吸收介绍23-25
• 1.6 论文设计思想25-29
• 第二章 实验合成部分29-43
• 2.1 实验仪器和药品29-31
• 2.2 目标化合物的合成31-42
• 2.2.1 SPF-TPA和SPF-NP的合成31-34
• 2.2.2 中间体a的合成34-36
• 2.2.3 TM1的合成36-39
• 2.2.4 实验讨论39-42
• 2.3 本章小结42-43
• 第三章 SPF-TPA作为光控荧光传感器的性能研究43-61
• 3.1 SPF-TPA的光谱性能43-45
• 3.1.1 SPF-TPA在不同溶剂中吸收光谱的研究43
• 3.1.2 SPF-TPA在不同溶剂中的荧光发射光谱的研究43-45
• 3.2 SPF-TPA的光控响应45-49
• 3.2.1 SPF-TPA的光控响应对含氯溶剂的选择性45-48
• 3.2.2 SPF-TPA的光控响应对光照波长的选择性48-49
• 3.3 SPF-TPA在含氯溶剂中的光控响应49-50
• 3.3.1 SPF-TPA在DCM中不同光照时间的吸收光谱49-50
• 3.3.2 SPF-TPA在DCM中不同光照时间的荧光发射光谱50
• 3.4 SPF-TPA在不同浓度含氯溶剂光照变化的研究50-52
• 3.4.1 SPF-TPA在不同浓度含氯溶剂中光照后紫外吸收变化51
• 3.4.2 SPF-TPA在不同浓度含氯溶剂中光照后荧光发射变化51-52
• 3.5 关于SPF-TPA对光和溶剂特殊响应的原因探讨52-53
• 3.6 SPF-TPA作为含氯溶剂检测方面的应用53-54
• 3.7 SPF-TPA对H+的响应54-55
• 3.8 分子逻辑门的构建55-60
• 3.8.1 NAND和NOR的构建55-57
• 3.8.2 复杂逻辑门的构建57-60
• 3.9 本章小结60-61
• 第四章 SPF-NP作为光控荧光传感器的性能研究61-74
• 4.1 SPF-NP的光谱性能61-63
• 4.1.1 SPF-NP在不同溶剂中吸收光谱的研究61
• 4.1.2 SPF-NP在不同溶剂中的荧光发射光谱的研究61-63
• 4.2 SPF-NP的光控响应对含氯溶剂的选择性63-64
• 4.2.1 SPF-NP在二氯甲烷中不同光照时间的紫外吸收光谱63
• 4.2.2 SPF-NP在二氯甲烷中不同光照时间的荧光发射光谱63-64
• 4.3 SPF-NP对H+的响应64-67
• 4.3.1 SPF-NP在不同酸度下的紫外吸收光谱64-66
• 4.3.2 SPF-NP在不同酸度下的荧光发射光谱66-67
• 4.4 SPF-NP在THF中含水量测定的性能研究67-69
• 4.5 分子逻辑门的构建69-73
• 4.5.1 NAND的构建69-70
• 4.5.2 NOR的构建70-71
• 4.5.3 复杂逻辑门的构建71-73
• 4.6 SPF-TPA与SPF-NP的性能对比73
• 4.7 本章小结73-74
• 第五章 双光子光致变色材料74-81
• 5.1 TM1的光谱性能74-76
• 5.1.1 在不同溶剂中紫外吸收光谱的研究74
• 5.1.2 在不同溶剂中的荧光发射光谱的研究74-76
• 5.2 TM1的双光子性能研究76-77
• 5.3 TM1的光致变色性能研究77-80
• 5.4 本章小结80-81
• 第六章 总结81-82
• 参考文献82-89
• 附图89-93
• 致谢93

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