分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物溶液及超微粒分散體系的光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、近年來(lái)，分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物的研究越來(lái)越受到人們的重視，因其分子內(nèi)含有電子給體與電子受體，容易發(fā)生光誘導(dǎo)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移而呈現(xiàn)出一些特有的光學(xué)性質(zhì)，被廣泛研究并應(yīng)用于發(fā)光材料、光電導(dǎo)材料、非線性光學(xué)材料以及熒光探針等領(lǐng)域。 隨著納米科學(xué)技術(shù)的研究逐漸從無(wú)機(jī)領(lǐng)域拓展到有機(jī)領(lǐng)域，分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物的研究也有了嶄新的發(fā)展方向。在介觀領(lǐng)域，對(duì)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物超微粒進(jìn)行研究，可以加深本文理解該類化合物在材料應(yīng)用中的許多基本過(guò)程和現(xiàn)象，

2、對(duì)于進(jìn)一步開發(fā)和利用分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物有著重要意義。 目前，分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物的基礎(chǔ)研究已跟不上材料應(yīng)用研究發(fā)展的步伐，特別是對(duì)其超微粒方面的研究還處于剛剛起步階段，許多因分子間和分子內(nèi)相互作用引起的光物理行為還有待人們作深入的研究。本論文主要通過(guò)對(duì)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物溶液和超微粒的光學(xué)性質(zhì)的研究，分析它們分子內(nèi)和分子間發(fā)色團(tuán)在基態(tài)和激發(fā)態(tài)下的相互作用對(duì)吸收光譜和熒光光譜的影響，為材料設(shè)計(jì)提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。本論文工作的具體

3、內(nèi)容如下： 1、合成了下列幾種分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移化合物：5-(9-蒽基)-1-苯基-3-對(duì)硝基苯基吡唑啉、4,4′-二-[5(1，3-二苯基-2-吡唑啉基)]-苯、1,3,5-三苯基-2-吡唑啉化合物、4-(N,N-二乙氨基)苯甲醛對(duì)硝基苯腙、對(duì)硝基苯甲醛苯腙、N，N，N',N'-四苯基聯(lián)苯二胺、2,3-二氫-4(1H)-喹啉酮以及9-苯乙烯蒽等。利用再沉淀法分別制備了它們的超微粒分散體系。 2、研究了2,3-二氫-4(1H

4、)-喹啉酮分子在不同濃度、不同極性溶液中吸收光譜和熒光光譜等光學(xué)性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)該化合物是—強(qiáng)熒光發(fā)射化合物，其激發(fā)態(tài)與基態(tài)偶極距變化較大。在激發(fā)態(tài)時(shí)發(fā)生了分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移，因此熒光光譜隨溶劑極性的增大，發(fā)射峰不斷紅移。 3、通過(guò)對(duì)吡唑啉類化合物溶液及超微粒的研究，發(fā)現(xiàn)該類分子由于5位芳香取代基的不同，產(chǎn)生了分子內(nèi)非共軛電荷轉(zhuǎn)移和分子間電荷轉(zhuǎn)移的競(jìng)爭(zhēng)，分子間的電荷轉(zhuǎn)移對(duì)分子內(nèi)非共軛電荷轉(zhuǎn)移有抵消作用，因此呈現(xiàn)出了一些新的現(xiàn)象。例如，在5

5、-(9-蒽基)-1-苯基-3-對(duì)硝基苯基吡唑啉超微粒中出現(xiàn)了吡唑啉環(huán)吸收峰的藍(lán)移，這是本實(shí)驗(yàn)室首次在超微粒中發(fā)現(xiàn)藍(lán)移現(xiàn)象，它可以用分子內(nèi)非共軛電荷轉(zhuǎn)移和分子間電荷轉(zhuǎn)移的競(jìng)爭(zhēng)來(lái)解釋。通過(guò)對(duì)苯腙類化合物、9-苯乙烯蒽溶液及超微粒的研究，發(fā)現(xiàn)該兩種化合物超微粒同樣具有光學(xué)性質(zhì)的尺寸依賴性。但是，由于分子內(nèi)取代基的不同，導(dǎo)致超微粒中分子間相互作用也不同，有的超微粒在水分散系中可以穩(wěn)定存在，如：對(duì)硝基苯甲醛苯腙、N，N，N'N'-四苯基聯(lián)苯二胺等

6、形成的超微粒。 4、本文還在國(guó)際上首次研究了混合有機(jī)超微粒分散體系的光學(xué)性質(zhì)。(1)對(duì)1,3,5-三苯基-2-吡唑啉和蒽形成的混合物納米超微粒水分散體系的光學(xué)性質(zhì)研究，發(fā)現(xiàn)該混合有機(jī)超微粒體系低能端的吸收光譜隨其尺寸的增加而增強(qiáng)，而相應(yīng)蒽和1,3,5-三苯基-2-吡唑啉的超微粒卻隨尺寸的增加而減弱，表明混合有機(jī)超微粒中不同分子間發(fā)生了電荷轉(zhuǎn)移。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)混合有機(jī)超微粒分散系熒光光譜的測(cè)定分析得到了一致的結(jié)果。(2)通過(guò)對(duì)對(duì)硝基