基于分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移的氟硼熒(BODIPY)等功能分子的合成及應(yīng)用.pdf

1、近20年來，氟硼熒(BODIPY)染料以其優(yōu)異的光物理性質(zhì)和化學(xué)穩(wěn)定性引起人們的廣泛關(guān)注，在離子識別、光電功能材料和生物標(biāo)記等諸多領(lǐng)域得到應(yīng)用。染料敏化太陽能電池(Dye-sensitizedsolarcells，DSSCs)由于制作工藝簡單、成本低廉和高電池效率成為近年來太陽能電池研究熱點(diǎn)之一。本論文中設(shè)計合成了多種BODIPY染料的功能分子，研究了它們在染料敏化太陽能電池和作為金離子熒光探針的應(yīng)用。
　　 本文的第二章以三苯

2、胺、氰基乙酸為電子給體和電子受體，將它們引入到BODIPY的2，6-位上，合成新型的D-π-A結(jié)構(gòu)的BODIPY染料(B1-B3)，并研究它們作為有機(jī)染料的DSSCs的光伏性質(zhì)。該系列染料在溶液和固態(tài)中對可見光有很強(qiáng)的吸收。循環(huán)伏安法和密度泛函理論計算闡明了這些分子在光激發(fā)后可發(fā)生電子注入TiO2導(dǎo)帶和分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn)，BODIPY的8-位取代基對電池性質(zhì)有重要影響，其中8-位為正戊基的染料B3的電池獲得了1.83％的光電轉(zhuǎn)換效

3、率。這些結(jié)果為發(fā)展新型高效的BODIPY染料提供新的思路。
　　 第三章以喹啉為π-橋基，氰基乙酸為電子受體，連接不同電子給體（N，N-二乙基、二苯胺、甲氧基咔唑以及烷氧基取代二苯胺）合成了喹啉染料(Q1-Q4)。研究了它們的光譜，電化學(xué)性質(zhì)以及DSSCs的光伏性能。研究發(fā)現(xiàn)，通過改變電子給體可以調(diào)節(jié)染料的HOMO和LUMO能級并影響電池性能。以烷氧基取代二苯胺為電子給體的染料Q4的電池性能最好，光電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到3.07％。

4、r>　　 第四章設(shè)計合成了新型BODIPY染料的金離子熒光探針(1)。利用金離子催化分子內(nèi)炔鍵氨基加成反應(yīng)，探針1中8-位聯(lián)苯胺結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化成菲啶結(jié)構(gòu)，致使苯環(huán)供電子能力喪失，分子內(nèi)光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(PET)過程被抑制，BODIPY染料的強(qiáng)綠色熒光釋放出來。該探針具有較短的反應(yīng)時間和較低的金離子檢測限等優(yōu)點(diǎn)。這是首次以BODIPY染料和金離子催化炔鍵氨基加成反應(yīng)，調(diào)控分子內(nèi)電子轉(zhuǎn)移(PET)過程為思路構(gòu)建的金離子熒光探針。
　　 第