甲氧基鋅卟啉席夫堿的合成及光電性能研究.pdf

1、卟啉類化合物是染料敏化太陽能電池(DSSC)的關(guān)鍵材料之一。為了拓寬染料的光譜響應(yīng)范圍，本文成功合成未見報(bào)道過的五種甲氧基鋅卟啉席夫堿。通過提高卟啉分子的共軛程度，改善其光電性能。
　　通過Adler合成方法，合成5-(4-硝基苯基)-10,15,20-三(4-甲氧基苯基)卟啉，還原后，制得鋅卟啉；再將鋅卟啉與苯甲醛及其衍生物反應(yīng)合成5-[對(duì)-(亞芐基亞氨基)]苯基-10,15,20-三(4-甲氧基苯基)卟啉鋅等五種配合物。對(duì)影響

2、反應(yīng)的因素進(jìn)行考察，其較佳條件為：對(duì)硝基苯甲醛、對(duì)甲氧基苯甲醛、吡咯的摩爾比為1:3:4；反應(yīng)時(shí)間為45 min，溫度為120℃，吡咯在丙酸中的濃度為0.27 mol/L；硝基卟啉產(chǎn)物與氯化亞錫的最佳質(zhì)量比為1.1:1。紅外和核磁測試結(jié)果表明這五種化合物為目標(biāo)產(chǎn)物，熔點(diǎn)在76～82℃之間。
　　紫外-可見光光譜儀分析表明，在3×10-7 mol/L的DMF溶劑中，五種甲氧基鋅卟啉席夫堿的最強(qiáng)吸收峰Soret峰主要在428 nm附近

3、，Q(Ⅰ)集中在603 nm，Q(Ⅱ)主要在562 nm附近。與不含有取代基的鋅卟啉席夫堿相比，Soret峰發(fā)生紅移，吸收強(qiáng)度也有一定程度的增大。吸附在二氧化鈦薄膜上，化合物5-[對(duì)-(4-硝基亞芐基亞氨基)]苯基-10，15,20-三(4-甲氧基苯基)卟啉鋅配合物(3)的最大吸收峰達(dá)到881 nm。
　　熒光光譜儀分析表明合成的五種甲氧基鋅卟啉席夫堿620 nm左右處的峰較強(qiáng)，而657 nm附近的峰相對(duì)較弱?；衔?的峰相比其它

4、四種化合物紅移6 nm左右，最大吸收邊緣λint集中在570 nm。通過計(jì)算，得到五種化合物的基態(tài)能級(jí)E0-0在2.15~2.19 eV之間，比大多數(shù)卟啉染料分子的基態(tài)能級(jí)(2.4~2.5 eV)減小。
　　通過循環(huán)伏安法，得到五種化合物的電化學(xué)能級(jí)在1.05～1.17 eV之間，其中化合物1和3的電化學(xué)能級(jí)最小為1.05 eV。五種甲氧基鋅卟啉席夫堿激發(fā)態(tài)電子到二氧化鈦導(dǎo)帶注入的驅(qū)動(dòng)能(-0.5 V vs NHE)△Ginj在-