一系列不对称镍酞菁：合成、近红外及自组装特性的初步研究

论文摘要

1、我们首次利用提高温度的策略合成了一系列不对称的镍酞菁。与传统的合成不对称酞菁方法相比，我们仅从一种邻苯二甲腈出发，合成A3B-type酞菁和A4-type酞菁，极大地节约原材料的使用，且两种产物的分离比传统方法更容易。2、制备的镍酞菁，除了酞菁传统的B带和Q带吸收，更重要的是在近红外区1110-1240nm有一个比较宽的吸收带，研究结果表明：这主要是由于酞菁分子间氢键作用产生的电荷转移带。我们采用KBr压片方法，在He-Cd激光器激发下研究这些酞菁的光致发光特性，研究结果表明：它们分别在近红外区865和1650nm有两个发光带。近红外特性使得这些酞菁可以潜在的应用在太阳能电池材料，理论上可以把目前器件的光电转化率提高一倍，相关工作正在进行。3、我们采用简单的溶剂扩散方法，制备了这些酞菁的1D纳米材料。结果表明：这些镍酞菁在氯仿和甲醇溶液界面处自组装成六棱纳米管，这是关于金属酞菁六棱纳米管的首次报道。另外，结合纳米材料的XRD和吸收光谱，我们合理推测出六棱纳米管的形成过程，这为以后自组装材料的研究奠定了基础。4、我们合成了一种铜酞菁，利用上面的溶解扩散方法研究材料的自组装特性。结果表明：铜酞菁在氯仿和甲醇溶液界面处自组装成双螺旋纳米棒，这一独特的性质使得这类材料可以潜在的应用在分子识别方面。另外，这是关于酞菁自组装双螺旋纳米材料的首次报道。

论文目录

• 注释表
• 提要
• 摘要
• Abstract
• 第一章 综述
• §1.1 酞菁的发展历史和产业化现状
• §1.1.1 酞菁的发展历史
• §1.1.2 酞菁的产业化现状
• §1.2 酞菁的制备
• §1.2.1 对称酞菁的制备
• §1.2.1.1 α-四取代酞菁的制备
• §1.2.1.2 β-四取代酞菁的制备
• §1.2.1.3 给电子取代酞菁的制备
• §1.2.1.4 吸电子取代酞菁的制备
• §1.2.1.5 同时具有给电子和吸电子取代酞菁的制备
• §1.2.1.6 八取代酞菁的制备
• §1.2.1.7 乙烯基和炔基取代酞菁的制备
• §1.2.2 不对称酞菁的制备
• §1.2.2.1 统计缩合方法制备不对称酞菁
• §1.2.2.2 聚合物支撑制备不对称酞菁方法
• §1.2.2.3 亚酞菁方法制备不对称酞菁
• §1.2.2.4 稠环和取代不对称酞菁的衍生物
• §1.2.2.5 “半紫菜嗪”方法制备不对称的酞菁
• §1.3 酞菁的应用
• §1.3.1 酞菁在有机太阳能电池的应用
• §1.3.2 酞菁在染料敏化电池方面的应用
• §1.3.2.1 对称酞菁在染料敏化电池的应用
• §1.3.2.2 不对称酞菁在染料敏化电池的应用
• §1.3.3 酞菁在有机场效应二极管的应用
• §1.3.4 酞菁在光致变色中的应用
• §1.4 酞菁与其它功能材料的自组装
• §1.4.1 酞菁与碳纳米管（CNTs）的自组装
• §1.4.2 酞菁与富勒烯（C60）自组装成 D-A 材料
• §1.4.3 酞菁通过非共价键与其它材料自组装成超分子材料
• §1.5 本文的选题背景和主要工作
• §1.5.1 论文的选题背景
• §1.5.2 论文主要的研究内容
• 第二章 一系列不对称镍酞菁的制备
• §2.1 引言
• §2.2 试验试剂和所用的药品
• §2.3 不对称酞菁的制备步骤
• §2.3.1 对位取代的苯氧或苯巯基不对称酞菁的制备和表征
• §2.3.2 邻位取代的苯氧或苯巯基不对称酞菁的制备和表征
• §2.4 结果和讨论
• §2.4.1 温度和金属离子对产物的影响
• §2.5 本章小结
• 第三章 不对称镍酞菁的近红外和光电导特性的研究
• §3.1 引言
• §3.2 试验试剂和器件
• §3.3 不对称酞菁的光谱性质
• §3.3.1 不对称酞菁的吸收光谱特性
• §3.3.2 不对称酞菁镍的光致发光特性
• §3.4 金属酞菁的吸波特性研究
• §3.4.1 材料的制备
• §3.4.2 膜的紫外-可见-近红外吸收测试
• §3.5 不对称镍酞菁的光电导特性
• §3.5.1 器件的制备和测试
• §3.6 总结
• 第四章 溶剂界面生长法制备金属酞菁纳米材料
• §4.1 引言
• §4.2 不对称镍酞菁纳米材料的制备和分子形貌
• §4.2.1 不对称酞菁纳米材料的制备
• §4.2.2 不对称镍酞菁纳米材料的分子形貌
• §4.3 酞菁纳米材料的 XRD 衍射和形成机理的研究
• §4.4 金属酞菁一维纳米材料的紫外-可见-近红外材料研究
• §4.5 具有螺旋结构纳米材料的制备和研究
• §4.5.1 引言和制备
• §4.5.2 不对称铜酞菁的自组装
• §4.6 本章小结
• 第五章 金属酞菁的电化学特性和光开关的研究
• §5.1 引言
• §5.2 制备的对称酞菁和不对称酞菁的电化学特性
• §5.2.1 对称酞菁和不对称酞菁的电化学对比
• §5.2.2 不同取代基团的不对称酞菁电化学对比
• §5.3 不对称酞菁光开关的研究
• §5.3.1 实验部分
• §5.3.2 结果和讨论
• §5.3.2.1 不对称镍酞菁的场诱导表面光电压谱
• §5.3.2.2 不对称镍酞菁的场效应晶体管性能
• §5.3.2.3 不对称镍酞菁器件的光开关性能
• §5.4 本章小结
• 第六章 工作总结与研究展望
• §6.1 工作总结
• §6.2 工作展望
• 参考文献
• 攻博期间发表的文章及正在投稿的论文
• 致谢