Trans-AB-(D-π-A)鋅卟啉染料的設(shè)計(jì)合成及光電性能研究.pdf

1、TransAB(DπA）鋅卟啉染料的設(shè)計(jì)合成及光電性能研究）鋅卟啉染料的設(shè)計(jì)合成及光電性能研究SynthesisphotovoltalicacterizationofTransAB(DπA）zincpphyrin一級(jí)學(xué)科：化學(xué)工程學(xué)科專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)研究生：顧承志指導(dǎo)教師：馮亞青教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一三年十一月Ⅰ中文摘要中文摘要光敏染料是染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSC)的重要組成部分，其性能直接影響到DSSC的光電轉(zhuǎn)化效率。作為環(huán)境友好

2、的鋅卟啉染料，由于其良好的光、熱穩(wěn)定性和許多獨(dú)特的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)及其它功能，成為最有希望的一類染料敏化劑。論文設(shè)計(jì)并合成了TransAB鋅卟啉染料，卟啉的5位連有一個(gè)芳基作為電子給體，卟啉的15位連有苯甲酸單元作為電子受體，這樣5，15位的取代卟啉在空間上就呈現(xiàn)出一個(gè)線性的PushPull（推拉）電子(DπA）構(gòu)架，并組裝成電池測(cè)定其光電轉(zhuǎn)換效率，揭示鋅卟啉分子結(jié)構(gòu)尺寸導(dǎo)致在TiO2膜上的堆積密度不同與其光電性能的關(guān)系。研究了水相中

3、芳醛與吡咯縮合選擇性生成二吡咯甲烷的反應(yīng)。通過(guò)合適的時(shí)間控制，室溫下0.12molL鹽酸催化芳醛與吡咯（摩爾比例為16）在水相中發(fā)生縮合反應(yīng)，可以克量級(jí)制備5芳基取代二吡咯甲烷，過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間將導(dǎo)致副產(chǎn)物產(chǎn)生，反應(yīng)的本質(zhì)是生成的5芳基取代二吡咯甲烷不溶于水而析出反應(yīng)體系，不能排除N交錯(cuò)5芳基取代二吡咯甲烷異構(gòu)體生成，其異構(gòu)體可以通過(guò)反復(fù)重結(jié)晶除去。為[22]非對(duì)稱卟啉的合成奠定了基礎(chǔ)。研究了水相中芳醛與吡咯縮合選擇性生成三吡咯烷的反應(yīng)。芳醛

4、與吡咯（摩爾比例為23）在水相中發(fā)生縮合反應(yīng)，通過(guò)控制合適的時(shí)間，室溫下0.12molL鹽酸催化化學(xué)計(jì)量比，可以選擇性合成5，10二芳基三吡咯烷，底物芳醛在水中的溶解度是反應(yīng)的關(guān)鍵因素，只有低于芳醛在水中溶解度極限的投料才能獲得三吡咯烷主產(chǎn)物，該體系沒(méi)有二吡咯甲烷產(chǎn)物生成，但是其它更高的寡聚物不可避免，高于溶解度極限的底物芳醛投料，主要產(chǎn)物是二吡咯甲烷，三吡咯烷只是副產(chǎn)物，為[31]非對(duì)稱卟啉的合成奠定了基礎(chǔ)。研究了水相中芳醛與吡咯縮合

5、選擇性生成四吡咯烷的反應(yīng)。化學(xué)計(jì)量比的芳醛與中位芳基取代二吡咯甲烷（摩爾比例為12）在50%的甲醇水溶液中發(fā)生縮合反應(yīng)，通過(guò)合適的時(shí)間控制，室溫下0.3molL鹽酸催化，可以選擇性合成51015三芳基四吡咯烷，所需目標(biāo)產(chǎn)物在50%甲醇溶液中的析出是反應(yīng)的關(guān)鍵因素，該體系四吡咯烷是主產(chǎn)物，但是其它更高的寡聚物不可避免，為[40]非對(duì)稱卟啉的合成奠定了基礎(chǔ)。研究了以叔丁醇鉀為強(qiáng)堿修飾卟啉醛或金屬卟啉醛與三苯基磷溴甲烷的Wittig反應(yīng)，并且