芳香基鋅酞菁的合成及性能研究.pdf

1、酞菁金屬配合物是適用范圍廣的新型材料,具備優(yōu)良的特性。作為多功能材料而被大家所關(guān)注,它在染料敏化太陽能電池(DSSC)、電化學(xué)、光化學(xué)以及醫(yī)學(xué)等科研范圍內(nèi)均有非常廣闊的應(yīng)用前景。有些已被應(yīng)用在染料敏化太陽能電池(DSSC)中,對稱性酞菁配合物是酞菁配合物的主要合成對象。但對稱酞菁在有機(jī)溶劑中的溶解度偏低,容易發(fā)生團(tuán)聚現(xiàn)象。通過改變酞菁環(huán)外圍的取代基團(tuán),可得到溶解性較強(qiáng),光譜吸收范圍廣的不對稱酞菁。本論文利用液相合成法引入苯氧基、萘氧基、

2、喹啉基等不同的芳香取代基團(tuán),合成了四種不對稱芳香基鋅酞菁敏化染料,增大其共軛程度,從而達(dá)到提高其光電性能的目的,以期用在染料敏化太陽能電池(DSSC)中。
　　以4-硝基鄰苯二甲腈、對羥基苯甲酸、8-羥基喹啉、1-萘酚和亞氨基二乙酸等為主要原料,在1,8-二氮雜環(huán)[5,4,0]十一烯-7(DBU)催化劑下合成了萘氧基和氨基兩類四種新型不對稱酞菁鋅,分別是:2-(4-羧基苯氧基)-9,16,23-(萘氧基)酞菁鋅(PPC)、2-(N

3、,N-二乙酸胺基)-9,16,23-(萘氧基)鋅酞菁(APC)、2-(N,N-二乙酸胺基)-9,16,23-(8-氧基喹啉)鋅酞菁(OPC)、2-(N,N-二乙酸胺基)-9,16,23-(N,N-二苯胺基)鋅酞菁(BPC)。
　　利用IR、UV-is以及1H NMR進(jìn)行了配合物結(jié)構(gòu)的表征;以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶液,分別測試了四種不對稱酞菁鋅的UV-vis光譜,然后比較了最大吸收峰位置;用循環(huán)伏安法和差分脈沖伏安法測定

4、了它們的電化學(xué)特征,計算得到其LUMO和HOMO,然后組裝染料敏化太陽能電池(DSSC)測量了其光伏性能。
　　結(jié)果表明,四種配合物在DMF溶液中紫外-可見光譜的Q帶最大吸收峰均發(fā)生不同程度的紅移,其中由于共軛性的增大,含二苯胺基的酞菁染料的Q帶最大吸收峰在700nm處;納米二氧化鈦的導(dǎo)帶能級為-0.74V,四種芳香基不對稱酞菁鋅染料敏化劑能級與之匹配,LUMO能級分別是-0.92V,-0.90V,-0.89V,-0.82V;總的