Trans-AB-(D-π-A)鋅卟啉染料的設(shè)計合成及光電性能研究.pdf

1、TransAB(DπA）鋅卟啉染料的設(shè)計合成及光電性能研究）鋅卟啉染料的設(shè)計合成及光電性能研究SynthesisphotovoltalicacterizationofTransAB(DπA）zincpphyrin一級學(xué)科：化學(xué)工程學(xué)科專業(yè)：應(yīng)用化學(xué)研究生：顧承志指導(dǎo)教師：馮亞青教授天津大學(xué)化工學(xué)院二零一三年十一月Ⅰ中文摘要中文摘要光敏染料是染料敏化太陽能電池(DSSC)的重要組成部分，其性能直接影響到DSSC的光電轉(zhuǎn)化效率。作為環(huán)境友好

2、的鋅卟啉染料，由于其良好的光、熱穩(wěn)定性和許多獨特的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)及其它功能，成為最有希望的一類染料敏化劑。論文設(shè)計并合成了TransAB鋅卟啉染料，卟啉的5位連有一個芳基作為電子給體，卟啉的15位連有苯甲酸單元作為電子受體，這樣5，15位的取代卟啉在空間上就呈現(xiàn)出一個線性的PushPull（推拉）電子(DπA）構(gòu)架，并組裝成電池測定其光電轉(zhuǎn)換效率，揭示鋅卟啉分子結(jié)構(gòu)尺寸導(dǎo)致在TiO2膜上的堆積密度不同與其光電性能的關(guān)系。研究了水相中

3、芳醛與吡咯縮合選擇性生成二吡咯甲烷的反應(yīng)。通過合適的時間控制，室溫下0.12molL鹽酸催化芳醛與吡咯（摩爾比例為16）在水相中發(fā)生縮合反應(yīng)，可以克量級制備5芳基取代二吡咯甲烷，過長的時間將導(dǎo)致副產(chǎn)物產(chǎn)生，反應(yīng)的本質(zhì)是生成的5芳基取代二吡咯甲烷不溶于水而析出反應(yīng)體系，不能排除N交錯5芳基取代二吡咯甲烷異構(gòu)體生成，其異構(gòu)體可以通過反復(fù)重結(jié)晶除去。為[22]非對稱卟啉的合成奠定了基礎(chǔ)。研究了水相中芳醛與吡咯縮合選擇性生成三吡咯烷的反應(yīng)。芳醛

4、與吡咯（摩爾比例為23）在水相中發(fā)生縮合反應(yīng)，通過控制合適的時間，室溫下0.12molL鹽酸催化化學(xué)計量比，可以選擇性合成5，10二芳基三吡咯烷，底物芳醛在水中的溶解度是反應(yīng)的關(guān)鍵因素，只有低于芳醛在水中溶解度極限的投料才能獲得三吡咯烷主產(chǎn)物，該體系沒有二吡咯甲烷產(chǎn)物生成，但是其它更高的寡聚物不可避免，高于溶解度極限的底物芳醛投料，主要產(chǎn)物是二吡咯甲烷，三吡咯烷只是副產(chǎn)物，為[31]非對稱卟啉的合成奠定了基礎(chǔ)。研究了水相中芳醛與吡咯縮合

5、選擇性生成四吡咯烷的反應(yīng)?；瘜W(xué)計量比的芳醛與中位芳基取代二吡咯甲烷（摩爾比例為12）在50%的甲醇水溶液中發(fā)生縮合反應(yīng)，通過合適的時間控制，室溫下0.3molL鹽酸催化，可以選擇性合成51015三芳基四吡咯烷，所需目標(biāo)產(chǎn)物在50%甲醇溶液中的析出是反應(yīng)的關(guān)鍵因素，該體系四吡咯烷是主產(chǎn)物，但是其它更高的寡聚物不可避免，為[40]非對稱卟啉的合成奠定了基礎(chǔ)。研究了以叔丁醇鉀為強堿修飾卟啉醛或金屬卟啉醛與三苯基磷溴甲烷的Wittig反應(yīng)，并且