富勒烯的二、三元體系的設(shè)計(jì)合成及性能研究.pdf

1、光合作用巧妙的將自然界中的太陽能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，而光誘導(dǎo)的電荷轉(zhuǎn)移成為這一轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。因此，可以通過構(gòu)建多元體系產(chǎn)生多步光誘導(dǎo)的電荷轉(zhuǎn)移，進(jìn)行人工模擬光合作用。富勒烯C60分子不僅具有對(duì)稱的全碳分子結(jié)構(gòu)，還具有較高的電子親和力、合適的還原電勢(shì)、較低的重組能等特點(diǎn)，使得其能夠作為良好的電子或能量受體。富勒烯C60及其衍生物作為受體在光誘導(dǎo)電荷轉(zhuǎn)移的研究方面具有著不可或缺的作用。本文構(gòu)建了基于富勒烯的D-A型給受體體系，并在此基礎(chǔ)上，按照一定

2、的氧化還原梯度，增加發(fā)色基團(tuán)或引入次級(jí)電子給體，構(gòu)建了多個(gè)剛性的、多元的D-A型體系，以獲得較長(zhǎng)壽命的電荷分離態(tài)。本文進(jìn)行的研究有望為富勒烯多元體系在光電器件中的應(yīng)用提供必要的理論及實(shí)驗(yàn)支持。
　　本論文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究:
　　1.富勒烯二元體系的制備:本文首先以苯甲醛、3-羥基苯甲醛、吡咯等為原料制備了卟啉、金屬(Ni、Cu、Pt)卟啉化合物。然后通過Bingel反應(yīng)將金屬卟啉與C60連接組成六種不同的金屬卟啉

3、-C60的二元體系，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了高分辨質(zhì)譜、核磁共振氫譜、碳譜等表征。
　　2.含金屬的富勒烯三元體系的制備:本文以苯甲醛、對(duì)羥基苯甲醛、吡咯、C60等為原料，依次經(jīng)并以Lindsey消除、烷基化、親核取代、Prato環(huán)加成等方法，合成了含金屬銅的BDP-TPP-C60三元體系，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行高分辨質(zhì)譜等表征。另外，以聯(lián)二吡啶衍生物、聚噻吩衍生物、C60等為原料，依次經(jīng)親核取代、Prato環(huán)加成反應(yīng)制備了bpy-4T-C60三元體

4、系。并將該三元體系與金屬Cu離子配位，構(gòu)建了含金屬銅的bpy-4T-C60三元體系。
　　3.不含金屬的富勒烯三元體系的制備:本文以2-噻吩甲腈、丁二酸二丁酯、C60等為原料，依次經(jīng)縮合、烷基化、溴化、Suzuki偶聯(lián)、Prato反應(yīng)等方法成功合成了TPA-TDPPT-C60三元體系化合物，并對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了高分辨質(zhì)譜、核磁共振氫譜等表征。另外，以氟硼二吡咯衍生物、三芳基胺硼酸、C60等為原料，通過Vilsmeier反應(yīng)、溴代、Suz