新型卟啉聚合物的合成與光電性能研究.pdf

1、卟啉作為一種特殊的大環(huán)共軛化合物，具有很好的光穩(wěn)定和熱穩(wěn)定性能，在諸多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用價值，如仿生酶、太陽能電池、分子器件和傳感器等等。通過Alder-Longo法合成了一系列不同長度烷烴尾鏈的卟啉單體并用自由基聚合的方法合成相應(yīng)聚合物。通過核磁共振、飛行質(zhì)譜對合成的卟啉類化合物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和確認(rèn)，并利用紫外-可見吸收光譜、熒光光譜、循環(huán)伏安法對卟啉類聚合物的光物理和電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。此研究為側(cè)鏈型卟啉類聚合物在光伏器件上的應(yīng)用

2、打下了基礎(chǔ)。其主要內(nèi)容如下：
　　1．本文設(shè)計(jì)并成功合成了四種不同長度烷烴尾鏈及一種無烷烴尾鏈的卟啉類單體，分別為甲基丙烯酸癸烷氧基四苯基卟啉(MM-TPP-10C)、甲基丙烯酸十二烷氧基四苯基卟啉(MM-TPP-12C)、甲基丙烯酸十四烷氧基四苯基卟啉(MM-TPP-14C)、甲基丙烯酸十六烷氧基四苯基卟啉(MM-TPP-16C)和甲基丙烯酸四苯基卟啉(MM-TPP)，通過1H NMR和MS對其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。采用DSC、T

3、GA對其熱行為進(jìn)行分析，POM對其相行為進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：四種不同長度烷烴尾鏈的卟啉單體都具有較好的熱穩(wěn)定性，分解溫度比較高，且都具有液晶性，隨著尾鏈長度的增加，清亮點(diǎn)逐漸降低。
　　2．通過自由基聚合的方法，成功合成了基于卟啉基團(tuán)的不同長度烷烴尾鏈（癸烷氧基、十二烷氧基、十四烷氧基、十六烷氧基）的側(cè)鏈型甲基丙烯酸卟啉聚合物(PM-TPP-10C，PM-TPP-12C，PM-TPP-14C，PM-TPP-16C)以及甲基丙烯

4、酸卟啉(PM-TPP)。這五種卟啉類聚合物都具有很好的熱穩(wěn)定性能，分解溫度較高，在400 oC以上。其紫外-可見吸收光譜在400到670nm之間都有吸收，相比溶液的吸收峰，成膜后的吸收峰有一定的紅移。其HOMO能級都低于共軛聚合物在空氣中的穩(wěn)定臨界能級(-5.2eV)，說明在空氣中穩(wěn)定性很好。根據(jù)計(jì)算得知的LUMO能級比受體PCBM的能級高0.49~0.64eV，說明此聚合物可應(yīng)用為太陽能電池的給體材料。
　　3．成功的將不同比例