双光子吸收功能材料的合成及性能研究

论文摘要

二苯乙烯类化合物因具有较大的电子离域、优良的光电性能，成为一类很好的非线性光学生色团，具有双光子吸收性能。本论文合成了七个新的二苯乙烯类小分子化合物和一类以T8H8为核、二苯乙烯衍生物基团为臂的大分子，表征了它们的结构，并对它们的热性能、光学性能进行了研究。论文主要内容如下：1．综述了双光子吸收材料的研究进展，分类及应用。2．设计合成了三个中间化合物和七个目标化合物，利用红外、核磁和元素分析对化合物的结构进行了表征。3．利用差示扫描量热法（DSC）对小分子化合物的热性能进行了研究，探讨了分子结构对材料热性能的影响。4．对小分子化合物的光学性能进行了研究。结果显示化合物具有较高的双光子吸收截面，适宜作双光子吸收材料。5．设计合成了三个带有端基烯键的二苯乙烯类化合物，制备出一类以T8H8为核、二苯乙烯衍生物基团为臂的大分子，利用红外、氢谱核磁和硅谱核磁对其进行了结构表征并计算出加成个数。6．对单体及星状大分子进行了TGA及光学性能的研究，结果显示星状大分子的热稳定性要高于单体。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 双光子吸收的概念
• 1.1.1 双光子吸收的发展过程
• 1.1.2 双光子吸收的概念
• 1.1.3 双光子吸收截面
• 1.2 双光子吸收材料
• 1.2.1 有机双光子吸收材料
• 1.2.2 高分子双光子吸收材料
• 1.3 双光子吸收材料的应用研究
• 1.3.1 双光子荧光显微术
• 1.3.2 三维光学数据存储
• 1.3.3 强双光子吸收引发的聚合反应
• 1.3.4 三维微细加工
• 1.3.5 频率上转换激射
• 1.3.6 光限幅
• 1.3.7 光动力学治疗
• 1.4 课题的提出
• 参考文献
• 第二章 小分子材料的合成
• 2.1 前言
• 2.2 设计的目标化合物和合成路线
• 2.2.1 目标化合物
• 2.2.2 化合物的合成路线
• 2.3 化合物合成实验及结构分析
• 2.3.1 合成所用主要试剂及原料
• 2.3.2 主要仪器
• 2.3.3 无水试剂的制备
• 2.3.3.1 无水 DMF的制备
• 2.3.3.2 无水三乙胺的制备
• 2.3.4 合成实验和结构分析
• 2.3.4.1 （4-溴苄基）三苯基膦盐（1）的合成及表征
• 2.3.4.2 化合物2的合成及表征
• 2.3.4.3 目标化合物（A～G）的合成及表征
• 2.4 结论
• 参考文献
• 附图
• 第三章 小分子材料的性能研究
• 3.1 小分子材料的热性能研究
• 3.1.1 前言
• 3.1.2 小分子材料的热性能研究
• 3.1.2.1 实验仪器及实验条件
• 3.1.2.2 小分子材料的热性能研究
• 3.1.3 结果与讨论
• 3.2 小分子材料的光学性能研究
• 3.2.1 前言
• 3.2.2 小分子材料的光学性能研究
• 3.2.2.1 实验仪器及实验条件
• 3.2.2.2 小分子材料紫外光谱研究
• 3.2.2.3 小分子材料荧光光谱研究
• 3.2.2.4 小分子材料双光子荧光光谱研究
• 3.2.3 结果与讨论
• 参考文献
• 第四章 大分子材料的合成及性能
• 4.1 前言
• 4.2 二苯乙烯类加成单体的设计和合成
• 4.2.1 目标单体（a，b，c）合成路线
• 4.2.2 单体的合成实验及结构分析
• 4.2.2.1 合成所用主要试剂及原料
• 4.2.2.2 主要仪器
• 4.2.2.3 无水试剂的制备
• 4.2.2.4 合成实验和结构分析
• 4.3 目标大分子的设计及合成表征
• 4.3.1 目标大分子的设计
• 4.3.2 目标大分子的合成
• 4.3.2.1 目标大分子的合成路线
• 4.3.2.2 合成所用主要试剂及原料
• 4.3.2.3 无水试剂的制备
• 4.3.2.4 合成实验
• 4.4 大分子材料红外及红外标准曲线表征
• 4.4.1 红外表征
• 4.4.2 红外标准曲线
• 1H-NMR表征'>4.5 大分子材料¹H-NMR表征
• 29Si-NMR表征'>4.6 大分子材料²⁹Si-NMR表征
• 4.7 大分子材料热性能研究
• 4.8 大分子材料光学性能研究
• 4.8.1 单体光学性能
• 4.8.1.1 单体紫外表征
• 4.8.1.2 单体荧光表征
• 4.8.1.3 单体双光子荧光表征
• 4.8.2 大分子光学性能
• 4.8.2.1 大分子紫外表征
• 4.8.2.2 大分子荧光表征
• 4.9 结论
• 参考文献
• 附图
• 致谢
• 硕士期间发表或接收的学术论文