三明治型酞菁類配合物的液晶性質(zhì)研究.pdf

1、酞菁及其類似物因為其在光學記錄、非線性光學應(yīng)用、光吸收、電子傳導(dǎo)、光電導(dǎo)、能量轉(zhuǎn)化、電極、化學傳感器和催化等多方面的功能，吸引了廣泛的關(guān)注。柱形盤狀的中間相液晶分子在半導(dǎo)和光導(dǎo)裝置，發(fā)光二極管和傳感器方面有極大的應(yīng)用潛力。酞（萘）菁，作為盤狀芳香環(huán)，能容易的被各種各樣的長鏈烷硫基、烷氧基和甲氧基取代，可以從晶體材料轉(zhuǎn)變成液晶材料。側(cè)鏈取代的酞菁衍生物通常形成一個超分子體，顯示出其柱狀液晶相性質(zhì)，為結(jié)合酞菁的光電性質(zhì)和傳統(tǒng)的液晶體系的定向

2、控制提供可能。另外，光致變色化合物由于其在光能記憶、信息存儲、涂料、顏料以及相關(guān)工業(yè)中的潛在應(yīng)用價值而越來越受到重視。近年來，設(shè)計和合成具有全新結(jié)構(gòu)或有利于實際應(yīng)用的這類物質(zhì)已成為一個很熱門的領(lǐng)域。 我們的研究工作主要集中在以下幾個方面： 1、三明治型二層[3，4，12，13，21，22，30，31-八（十二烷硫基）取代]-2，3-萘菁稀土配合物的合成、譜學表征和液晶性質(zhì)研究 一系列三明治型二層[3，4，12，1

3、3，21，22，30，31-八（十二烷硫基）取代]-2，3-萘菁稀土配合物M[Nc（SC12H25）8]2（M=Nd，Eu，Gd，Tb，Y， Ho，Er）（1-7）是通過6，7-二（十二烷硫基）-2，3-二氰基萘與稀土的乙酰丙酮鹽M（acac）3·nH2O在DBU的催化下在正辛醇中以回流溫度四聚而成。這一系列三明治型雙層配合物通過元素分析，各種光譜如紫外可見光譜，近紅外，紅外以及質(zhì)譜進行了表征。他們的液晶性質(zhì)通過偏光顯微鏡（POM）、示

4、差掃描量熱（DSC）和X射線衍射法（XRD）進行了研究。這些烷硫基取代的雙層稀土萘菁配合物在很寬的溫度區(qū)間42-243℃內(nèi)，可以形成穩(wěn)定的六角柱狀相液晶態(tài)。液晶相的溫度區(qū)間與配合物中心金屬離子半徑有關(guān)。并且，這些化合物由X射線衍射而測得的分子堆積也受中心金屬離子半徑的影響。 2、三明治型三層[2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]-酞菁稀土配合物的合成、譜學表征和液晶性質(zhì)研究 一系列三層[2，3，

5、9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]-酞菁稀土配合物M2[Pc（OC8H17）8]3[M=Eu，Gd，Y， Lu]（1-4）通過雙層[2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]-酞菁稀土配合物M[Pc（OC8H17）8]2與稀土的乙酰丙酮鹽M（acac）3·nH2O在1，2，4-三氯苯中回流生成。這些化合物通過元素分析，各種光譜如紫外可見光譜，近紅外，紅外、質(zhì)譜以及核磁進行了表征。他們的液晶性質(zhì)通過

6、偏光顯微鏡（POM）、示差掃描量熱（DSC）和X射線衍射法（XRD）進行了研究。這些烷氧鏈取代的化合物在很寬的溫度區(qū)間83-305℃內(nèi)的液晶相為矩形柱狀相。伴隨著鑭系收縮，液晶相的轉(zhuǎn)變溫度和溫度區(qū)間都隨之降低和變小。而且，X射線衍射而測得的分子的堆積也受中心金屬離子半徑的影響。 3、三明治型[2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]-酞菁類金屬釓配合物的液晶性質(zhì)研究 一系列六個[2，3，9，10，1

7、6，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]的包含對稱和不對稱的雙層和三層的酞菁釓的配合物Gd（Pc）[Pc（OC8H17）8]（1），Gd[Pc（OC8H17）8]2[Pc（OC8H17）8=2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代酞菁]（2），（Pc）Gd（Pc）Gd[Pc（OC8H17）8]（3），（Pc）Gd[Pc（OC8H17）8]Gd（Pc）（4），（Pc）Gd[Pc（OC8H17）8]Gd[Pc（OC8H

8、17）8]（5）和Gd2[Pc（OC8H17）8]3（6）的液晶相變行為通過偏光顯微鏡（POM）、示差掃描量熱（DSC）和X射線衍射法（XRD）進行了研究。他們的熔化溫度與三明治的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，隨著分子層數(shù)的增加和烷氧鏈取代的酞菁在分子中所占比例的增大而提高。液晶相顯示的六角柱狀相或矩形柱狀相也與分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，表明了在液晶相的形成過程中，烷氧鏈的影響和π-π堆積所起的重要作用。另外，這些雙層和三層的酞菁釓的配合物形成的液晶相在經(jīng)過熱處理

9、和退火后在室溫下顯示出超強的穩(wěn)定性，這也非常有利于其在分子電子器件方面的應(yīng)用。 4、三明治型雙層[2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]酞菁銪配合物的液晶性質(zhì)在OFET中的應(yīng)用 一個三明治型雙層[2，3，9，10，16，17，23，24-八（辛烷氧基）取代]酞菁銪配合物Eu[Pc（OC8H17）8]2被設(shè)計合成并用偏光顯微鏡（POM）、示差掃描量熱（DSC）和X射線衍射法（XRD）的方法研究了它們

10、的液晶性質(zhì)，包括相變溫度，液晶相織構(gòu)類型，分子堆積狀況?；衔镌谄鋬蓚€液晶區(qū)間69-93℃和93-196℃內(nèi)分別呈現(xiàn)出矩形柱狀相Colr和六角柱狀相Colh。利用其液晶性質(zhì)，用真空鍍膜機甩膜在經(jīng)過六甲基硅烷（HMDS）處理的SiO2/Si基片上，應(yīng)用熱處理的方法制備了有機場效應(yīng)晶體管并研究了它的場效應(yīng)。通過測量膜在Colr的分子堆積模式下的場效應(yīng)晶體管的工作I-V曲線，得到了0.07 c㎡ V-1 s-1的遷移率和5.4×102的開關(guān)比

11、。 5、新型二噻吩乙烯基四氮雜卟啉與酞菁混雜不對稱雙層稀土銪配合物的合成、表征及光致變色性質(zhì)研究 一個新型具有光致變色性質(zhì)的三明治型二噻吩乙烯基四氮雜卟啉和[2，3，9，10，16，17，23，24-八（癸烷氧基）取代]酞菁混雜的不對稱三明治型雙層稀土銪配合物 EuH（Pz'）（Pc'）[Pz'=Pz（C7H9S）8， Pc'=Pc（OC10H21）8]是通過Eu（acac）3·nH2O、自由酞菁H2Pc（OC10H22

12、）8和具有光致變色性質(zhì)的配體1，2-二氰基-1，2-二（2’，4’，5’-三甲基-3-噻吩）乙烯用“一步法”合成出來。配合物通過元素分析、質(zhì)譜、紫外可見光譜、紅外以及核磁進行了表征。電化學性質(zhì)通過循環(huán)伏安法（CV）和差分脈沖伏安法（DPV）進行了研究，顯示出三個準可逆單電子氧化過程和四個準可逆單電子還原過程，表明對于高密度存儲來說這是一個電活性較高的化合物。其光致變色行為通過電子吸收光譜進行了研究，表明了作為非破壞性讀出信息材料，具有巨